配置 Pod 以使用 PersistentVolume 存储
本页面介绍如何将 Pod 配置为使用PersistentVolumeClaim 作为存储。过程总结如下：
作为集群管理员，你创建一个由物理存储支持的 PersistentVolume。你不会将此卷与任何 Pod 相关联。
现在你扮演开发者/集群用户的角色，创建一个 PersistentVolumeClaim，它将自动绑定到一个合适的 PersistentVolume。
你创建一个使用上述 PersistentVolumeClaim 作为存储的 Pod。
开始之前
你需要拥有一个只有一个节点的 Kubernetes 集群，并且必须配置 kubectl 命令行工具与你的集群通信。如果你还没有单节点集群，可以使用 Minikube 创建一个。
熟悉 Persistent Volumes 中的内容。
在你的节点上创建一个 index.html 文件
打开你的集群中的单个节点的 Shell。打开 Shell 的方式取决于你设置集群的方式。例如，如果你正在使用 Minikube，可以通过输入 minikube ssh 打开节点的 Shell。
在该节点的 Shell 中，创建一个 /mnt/data 目录
# This assumes that your Node uses "sudo" to run commands
# as the superuser
sudo mkdir /mnt/data
在 /mnt/data 目录中，创建一个 index.html 文件
# This again assumes that your Node uses "sudo" to run commands
# as the superuser
sudo sh -c "echo 'Hello from Kubernetes storage' > /mnt/data/index.html"
注意
如果你的节点使用sudo 以外的工具进行超级用户访问，通常可以通过将 sudo 替换为该工具的名称来实现此目的。测试 index.html 文件是否存在
cat /mnt/data/index.html
输出应为
Hello from Kubernetes storage
现在你可以关闭到你的节点的 Shell。
创建 PersistentVolume
在本练习中，你将创建一个 hostPath PersistentVolume。Kubernetes 支持在单节点集群上使用 hostPath 进行开发和测试。hostPath PersistentVolume 使用节点上的文件或目录来模拟网络连接存储。
在生产集群中，你不会使用 hostPath。集群管理员将配置网络资源，例如 Google Compute Engine 持久盘、NFS 共享或 Amazon Elastic Block Store 卷。集群管理员还可以使用 StorageClasses 设置动态配置。
以下是 hostPath PersistentVolume 的配置文件
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: task-pv-volume
labels:
type: local
spec:
storageClassName: manual
capacity:
storage: 10Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
hostPath:
path: "/mnt/data"
配置文件指定卷位于集群节点的 /mnt/data 处。配置还指定了 10 GiB 的大小和 ReadWriteOnce 的访问模式，这意味着该卷可以由单个节点以读写方式挂载。它为 PersistentVolume 定义了 StorageClass 名称 manual，这将用于将 PersistentVolumeClaim 请求绑定到此 PersistentVolume。
注意
本示例为了简单起见使用了ReadWriteOnce 访问模式。对于生产环境，Kubernetes 项目建议改用 ReadWriteOncePod 访问模式。创建 PersistentVolume
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/storage/pv-volume.yaml
查看 PersistentVolume 的信息
kubectl get pv task-pv-volume
输出显示 PersistentVolume 的 STATUS 为 Available。这意味着它尚未绑定到 PersistentVolumeClaim。
NAME CAPACITY ACCESSMODES RECLAIMPOLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
task-pv-volume 10Gi RWO Retain Available manual 4s
创建 PersistentVolumeClaim
下一步是创建一个 PersistentVolumeClaim。Pod 使用 PersistentVolumeClaims 请求物理存储。在本练习中，你将创建一个 PersistentVolumeClaim，它请求一个至少 3 GiB 的卷，该卷可以同时为至多一个节点提供读写访问。
以下是 PersistentVolumeClaim 的配置文件
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: task-pv-claim
spec:
storageClassName: manual
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 3Gi
创建 PersistentVolumeClaim
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/storage/pv-claim.yaml
创建 PersistentVolumeClaim 后，Kubernetes 控制面会查找满足该声明要求的 PersistentVolume。如果控制面找到一个具有相同 StorageClass 的合适 PersistentVolume，则将该声明绑定到该卷。
再次查看 PersistentVolume
kubectl get pv task-pv-volume
现在输出显示 STATUS 为 Bound。
NAME CAPACITY ACCESSMODES RECLAIMPOLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
task-pv-volume 10Gi RWO Retain Bound default/task-pv-claim manual 2m
查看 PersistentVolumeClaim
kubectl get pvc task-pv-claim
输出显示 PersistentVolumeClaim 已绑定到你的 PersistentVolume task-pv-volume。
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESSMODES STORAGECLASS AGE
task-pv-claim Bound task-pv-volume 10Gi RWO manual 30s
创建 Pod
下一步是创建一个 Pod，该 Pod 使用你的 PersistentVolumeClaim 作为卷。
以下是 Pod 的配置文件
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: task-pv-pod
spec:
volumes:
- name: task-pv-storage
persistentVolumeClaim:
claimName: task-pv-claim
containers:
- name: task-pv-container
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
name: "http-server"
volumeMounts:
- mountPath: "/usr/share/nginx/html"
name: task-pv-storage
注意，Pod 的配置文件指定了 PersistentVolumeClaim，但未指定 PersistentVolume。从 Pod 的角度来看，该声明就是一个卷。
创建 Pod
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/storage/pv-pod.yaml
验证 Pod 中的容器正在运行
kubectl get pod task-pv-pod
获取运行在你的 Pod 中的容器的 Shell
kubectl exec -it task-pv-pod -- /bin/bash
在你的 Shell 中，验证 nginx 正在从 hostPath 卷提供 index.html 文件
# Be sure to run these 3 commands inside the root shell that comes from
# running "kubectl exec" in the previous step
apt update
apt install curl
curl http://localhost/
输出显示了你写入 hostPath 卷上的 index.html 文件的文本
Hello from Kubernetes storage
如果你看到该消息，则表示你已成功配置 Pod 使用 PersistentVolumeClaim 中的存储。
清理
删除 Pod
kubectl delete pod task-pv-pod
在两个位置挂载同一个 PersistentVolume
你已经了解如何创建 PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim，以及如何将卷挂载到容器中的单个位置。接下来我们探讨如何在容器中的两个不同位置挂载同一个 PersistentVolume。示例如下：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test
spec:
containers:
- name: test
image: nginx
volumeMounts:
# a mount for site-data
- name: config
mountPath: /usr/share/nginx/html
subPath: html
# another mount for nginx config
- name: config
mountPath: /etc/nginx/nginx.conf
subPath: nginx.conf
volumes:
- name: config
persistentVolumeClaim:
claimName: task-pv-storage
此处
subPath：此字段允许将挂载的 PersistentVolume 中的特定文件或目录暴露到容器内的不同位置。在此示例中subPath: html挂载 html 目录。subPath: nginx.conf挂载特定文件 nginx.conf。
由于第一个 subPath 是 html，需要在节点的 /mnt/data/ 目录中创建一个 html 目录。
第二个 subPath nginx.conf 表示将使用 /mnt/data/ 目录中的一个文件。无需创建其他目录。
你的 nginx 容器上将进行两次卷挂载
/usr/share/nginx/html用于静态网站/etc/nginx/nginx.conf用于默认配置
将节点上的 index.html 文件移动到一个新文件夹
此处提及的 index.html 文件是指在"在你的节点上创建一个 index.html 文件" 部分中创建的文件。
打开你的集群中的单个节点的 Shell。打开 Shell 的方式取决于你设置集群的方式。例如，如果你正在使用 Minikube，可以通过输入 minikube ssh 打开节点的 Shell。
创建 /mnt/data/html 目录
# This assumes that your Node uses "sudo" to run commands
# as the superuser
sudo mkdir /mnt/data/html
将 index.html 移动到该目录
# Move index.html from its current location to the html sub-directory
sudo mv /mnt/data/index.html html
创建一个新的 nginx.conf 文件
user nginx; worker_processes auto;error_log /var/log/nginx/error.log notice; pid /var/run/nginx.pid;
events { worker_connections 1024; }
http { include /etc/nginx/mime.types; default_type application/octet-stream;
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ' '$status $body_bytes_sent "$http_referer" ' '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"'; access_log /var/log/nginx/access.log main; sendfile on; #tcp_nopush on; keepalive_timeout 60; #gzip on; include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}
这是默认 nginx.conf 文件的修改版本。在此，默认的 keepalive_timeout 已修改为 60。
创建 nginx.conf 文件
cat <<EOF > /mnt/data/nginx.conf
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log notice;
pid /var/run/nginx.pid;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include /etc/nginx/mime.types;
default_type application/octet-stream;
log_format main '\$remote_addr - \$remote_user [\$time_local] "\$request" '
'\$status \$body_bytes_sent "\$http_referer" '
'"\$http_user_agent" "\$http_x_forwarded_for"';
access_log /var/log/nginx/access.log main;
sendfile on;
#tcp_nopush on;
keepalive_timeout 60;
#gzip on;
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}
EOF
创建 Pod
在这里，我们将创建一个使用现有 persistentVolume 和 persistentVolumeClaim 的 Pod。但是，该 Pod 仅将特定文件 nginx.conf 和目录 html 挂载到容器。
创建 Pod
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/storage/pv-duplicate.yaml
验证 Pod 中的容器正在运行
kubectl get pod test
获取运行在你的 Pod 中的容器的 Shell
kubectl exec -it test -- /bin/bash
在你的 Shell 中，验证 nginx 正在从 hostPath 卷提供 index.html 文件
# Be sure to run these 3 commands inside the root shell that comes from
# running "kubectl exec" in the previous step
apt update
apt install curl
curl http://localhost/
输出显示了你写入 hostPath 卷上的 index.html 文件的文本
Hello from Kubernetes storage
在你的 Shell 中，同时验证 nginx 正在从 hostPath 卷提供 nginx.conf 文件
# Be sure to run these commands inside the root shell that comes from
# running "kubectl exec" in the previous step
cat /etc/nginx/nginx.conf | grep keepalive_timeout
输出显示了你写入 hostPath 卷上 nginx.conf 文件的修改文本
keepalive_timeout 60;
如果你看到这些消息，则表示你已成功配置 Pod 使用 PersistentVolumeClaim 中的存储中的特定文件和目录。
清理
删除 Pod
kubectl delete pod test
kubectl delete pvc task-pv-claim
kubectl delete pv task-pv-volume
如果你的集群中还没有打开到节点的 Shell，请按照之前的方式打开一个新的 Shell。
在节点上的 Shell 中，删除你创建的文件和目录
# This assumes that your Node uses "sudo" to run commands
# as the superuser
sudo rm /mnt/data/html/index.html
sudo rm /mnt/data/nginx.conf
sudo rmdir /mnt/data
现在你可以关闭到你的节点的 Shell。
访问控制
使用组 ID (GID) 配置的存储只允许使用相同 GID 的 Pod 进行写入。GID 不匹配或缺失会导致权限拒绝错误。为了减少与用户的协调需要，管理员可以在 PersistentVolume 上注解一个 GID。然后，该 GID 会自动添加到使用该 PersistentVolume 的任何 Pod 中。
按如下方式使用 pv.beta.kubernetes.io/gid 注解
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv1
annotations:
pv.beta.kubernetes.io/gid: "1234"
当 Pod 使用带有 GID 注解的 PersistentVolume 时，注解的 GID 将应用于 Pod 中的所有容器，就像 Pod 安全上下文中指定的 GID 一样。每个 GID，无论是来自 PersistentVolume 注解还是 Pod 规约，都将应用于每个容器中运行的第一个进程。
注意
当 Pod 使用 PersistentVolume 时，与 PersistentVolume 相关联的 GID 不会出现在 Pod 资源本身上。下一步
- 了解更多关于PersistentVolumes 的信息。
- 阅读Persistent Storage 设计文档。