概念

PersistentVolume（PV）

是由管理员设置的存储，它是集群中的一部分。就像节点是集群中的资源一样，PV也是集群中的资源。PV是Volume之类的卷插件，但具有独立于使用PV的Pod的生命周期。此 API 对象包含存储实现的细节，即NFS、iSCSI或特定于云供应商的存储系统

PersistentVolumeClaim （PVC）

是用户存储的请求。它与Pod相似。Pod消耗节点资源，PVC消耗PV资源。Pod可以请求特定级别的资源(CPU和内存)。声明可以请求特定的大小和访问模式(例如，可以以读/写一次或只读多次模式挂载)

静态pv

集群管理员创建一些PV。它们带有可供集群用户使用的实际存储的细节。它们存在与Kubernetes API中，可用于消费

动态

当管理员创建的静态PV都不匹配用户的PersistentVolumeClaim时，集群可能会尝试动态地为PVC创建卷。此配置基于StorageClasses: PVC必须请求[存储类]，并且管理员必须创建并配置该类才能进行动态创建。声明该类为""可以有效地禁用其动态配置

要启用基于存储级别的动态存储配置，集群管理员需要启用API server 上的DefaultStorageClass[准入控制器]。例如，通过确保DefaultStorageClass位于 API server 组件的--admission-control标志，使用逗号分割的有序值列表中，可以完成此操作

绑定

master中的控制环路监视新的PVC，寻找匹配的PV（如果可能），并将它们绑定在一起。如果为新的PVC动态调配PV，则该环路将始终将该PV绑定到PVC。否则，用户总会得到他们所请求的存储，但是容量可能超出要求的数量。一旦PV和PVC绑定后，PersistentVolumeClaim绑定是排他性的，不管它们是如何绑定的。PVC跟PV绑定是一对一的映射

持久化卷声明的保护

PVC保护的目的是确保由Pod正在使用的PVC不会从系统中移除，因为如果被移除的话可能会导致数据丢失

当启用PVC包含alpha功能时，如果用户删除了一个Pod正在使用的PVC，则该PVC不会被立即删除。PVC的删除将被推迟，直到PVC不再被任何pod使用

持久化卷类型

PersistenVolume类型以插件形式实现。Kubernetes目前支持以下插件类型：

• GCEPersistentDisk AWSElasticBlockStore AzureFile AzureDisk FC(Fibre Channel)
• FlexVolume Flocker NFS iSCSI RBD(Ceph Block Device) CephFS
• Cinder(OpenStack block storage) Glusterfs VsphereVolume Quobyte Volumes
• HostPath VMware Photom Portworx Volumes ScaleIO Volumes StorageOS

持久卷演示代码

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv0003
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  storageClassName: slow
  mountOptions:
    - hard
    - nfsvers=4.1
  nfs:
    path: /tmp
    server: 172.17.0.2

PV 访问模式

PersistentVolume可以以资源提供者支持的任何方式挂载到主机上。如下表表示，供应商具有不同的功能，每个PV的访问模式都将设置为该卷支持的特定模式。例如，NFS可以支持多个读/写客户端，但特定的NFS PV可能以只读方式导出到服务器上。每个PV都有一套自己的用来描述特定功能的访问模式

• ReadWriteOne – 该卷可以被单个节点以读/写模式挂载
• ReadOnlyMany– 该卷可以被多个节点以只读模式挂载
• ReadWriteMany– 该卷可以被多个节点以读/写模式挂载

在命令行中，访问模式缩写为：

• RWO - ReadWriteOnce
• ROX - ReadOnlyMany
• RWX- ReadWriteMany

回收策略

• Retain（保留）– 手动回收
• Recycle（回收）–基本擦除(rm -rf /thevolume/*) 最新版的服务已经不支持该回收策略了
• Delete（删除）– 关联的存储资产（例如AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 OpenStack Cinder卷)将被删除
• 当前，只有 NFS 和HostPath 支持回收策略。AWS EBS、GCE PD、Azure Disk和Cinder卷支持删除策略

状态

卷可以处于以下的某种状态:

• Available(可用) – 一块空闲资源还没有被任何声明绑定

• Bound(已绑定)– 卷已经被声明绑定

• Released（已释放）–声明被删除，但是资源还未被集群重新声明

• Faild(失败) – 该卷的自动回收失败

*命令行会显示绑定到 PV 的 PVC 的名称 *

持久化演示说明 - NFS

I、安装 NFS 服务器

yum install -y nfs-common nfs-utils rpcbind
mkdir /nfsdata
chmod 666 /nfsdata
chown nfsnobody /nfsdata
cat /etc/exports
    /nfsdata *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs

II、部署 PV

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfspv1
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  storageClassNmae: nfs
  nfs:
    path: /data/nfs
    server: 10.66.66.10

III、创建服务并使用 PVC

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: web
  clusterIP: None
  selector:
    app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  serviceName: "nginx"
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: harbor.bwingame8.com/library/myapp:v2
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: www
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "nfs"
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

关于StatefulSet

• 匹配 Pod name（网络标识）的模式为：(statefulset名称)-(序号),比如上面的示例： web-0,web-1,web-2
• StatefulSet为每一个Pod副本创建了一个DNS域名，这个域名的格式为：$(podname).(headless server name),也就意味着服务间是通过Pod域名来通信而非Pod IP,因为当Pod所在Node发生故障时，Pod会被漂移到其它Node上，Pod IP会发生变化，但是Pod域名不会有变化
• StatefulSet 使用 Headless 服务来控制Pod的域名，这个域名的FQDN为：(servicename).(namespace).svc.cluster.local,其中,“cluster.local”指的是集群的域名
• 根据 volumeClaimTemplates，为每个 Pod创建一个pvc,pvc的命名规则匹配模式：（volumeClaimTemplates.name)-(pod_name),比如上面的volumeMounts.name=www,Pod name=web-[0-2],因此创建出来的PVC是www-web-0、www-web-1、www-web-2
• 删除 Pod 不会删除其pvc，手动删除pvc将自动释放pv

StatefulSet的启停顺序:

• 有序部署： 部署StatefulSet时，如果有多个Pod副本，它们会被顺序地创建(从0到N-1)并且，在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态
• 有序删除：当Pod被删除时，它们被终止的顺序是N-1到0
• 有序扩展：当对Pod执行扩展操作时，与部署一样，它前面的Pod必须都处于Running和Ready状态

StatefulSet使用场景：

• 稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据，基于PVC来实现。
• 稳定的网络标识符，即Pod重新调度后其Podname和Hostname不变。
• 有序部署，有序扩展，基于 init containers来实现。
• 有序收缩