本文通过几个比较常用的类型的Volume配置演示一下Volume的使用

示例1---通过emptyDir共享数据
示例2---使用HostPath挂载宿主机文件
示例3---挂载NFS至容器

一、通过emptyDir共享数据¶

EmptyDir是一个特殊的Volume类型，与上述Volume不同的是，如果删除Pod，emptyDir卷中的数据也将被删除，所以一般emptyDir用于Pod中的不同Container共享数据，比如一个Pod存在两个容器A和B，容器A需要使用容器B产生的数据，此时可以采用emptyDir共享数据，类似的使用如Filebeat收集容器内程序产生的日志。

默认情况下，emptyDir 卷支持节点上的任何介质，可能是 SSD、磁盘或网络存储，具体取决于自身的环境。可以将 emptyDir.medium 字段设置为 Memory，让 Kubernetes 使用 tmpfs（内存支持的文件系统），虽然 tmpfs 非常快，但是 tmpfs 在节点重启时，数据同样会被清除，并且设置的大小会被计入到 Container 的内存限制当中。

1.定义一个yaml文件

[root@k8s-master01 practice]# vim emptydir.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/zq-demo/nginx:1.14.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        volumeMounts:
        - mountPath: /opt
          name: share-volume
      - image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/zq-demo/nginx:1.14.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx2
        command:
        - sh
        - -c
        - sleep 3600
        volumeMounts:
        - mountPath: /mnt
          name: share-volume
      volumes:
      - name: share-volume
        emptyDir: {}
          #medium: Memory

2.重新部署

[root@k8s-master01 practice]# kubectl apply -f emptydir.yaml

3.查看pod状态

[root@k8s-master01 practice]# kubectl get po
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS      AGE
nginx-d8f544fdd-qgllm           2/2     Running   0               12m

4.验证-进入nginx的容器创建文件后，在nginx2容器查看 (1)进入nginx容器后，进入/opt目录下创建123文件

[root@k8s-master01 practice]# kubectl exec -it nginx-d8f544fdd-qgllm  -c nginx -- sh
root@nginx-d8f544fdd-qgllm:/# cd /opt
root@nginx-d8f544fdd-qgllm:/opt# touch 123

(2)进入nginx2容器后，进入/mnt目录下查看123文件是否创建成功

[root@k8s-master01 practice]# kubectl exec -it nginx-d8f544fdd-qgllm  -c nginx2 -- bash
root@nginx-d8f544fdd-qgllm:/# cd /mnt/
root@nginx-d8f544fdd-qgllm:/mnt# ls
123

二、使用HostPath挂载宿主机文件¶

hostPath 卷可将节点上的文件或目录挂载到 Pod 上，用于 Pod 自定义日志输出或访问 Docker 内部的容器等。

hostPath常用类型有如下：

取值	行为
	默认选项，意味着挂载 hostPath 卷之前不会执行任何检查
DirectoryOrCreate	如果给定的 path 不存在任何东西，那么将根据需要创建一个权限为 0755 的空目录，和 Kubelet 具有相同的组和权限
Directory	目录必须存在于给定的路径下
FileOrCreate	如果给定的路径不存储任何内容，则会根据需要创建一个空文件，权限设置为 0644，和 Kubelet 具有相同的组和所有权。
File	文件必须存在于给定路径中
Socket	在给定路径上必须存在的 UNIX 套接字
CharDevice	在给定路径上必须存在的字符设备
BlockDevice	在给定路径上必须存在的块设备

hostPath注意事项有如下：

HostPath 卷可能会暴露特权系统凭据（例如 Kubelet）或特权 API（例如容器运行时套接字），可用于容器逃逸或攻击集群的其他部分。
具有相同配置（例如基于同一 PodTemplate 创建）的多个 Pod 会由于节点上文件的不同而在不同节点上有不同的行为。
下层主机上创建的文件或目录只能由 root 用户写入。你需要在特权容器中以 root 身份运行进程，或者修改主机上的文件权限以便容器能够写入 hostPath 卷。

下面进行hostPath示例说明，将主机的/etc/timezone文件挂载到 Pod 的/etc/timezone：

1.定义一个yaml文件

[root@k8s-master01 practice]# vim emptydir-hostpath.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/zq-demo/nginx:1.14.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        volumeMounts:
        - mountPath: /opt
          name: share-volume
        - mountPath: /etc/timezone
          name: timezone
      - image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/zq-demo/nginx:1.14.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx2
        command:
        - sh
        - -c
        - sleep 3600
        volumeMounts:
        - mountPath: /mnt
          name: share-volume
      volumes:
      - name: share-volume
        emptyDir: {}
          #medium: Memory
      - name: timezone
        hostPath:
          path: /etc/timezone
          type: File

2.重新部署

[root@k8s-master01 practice]# kubectl apply -f emptydir-hostpath.yaml

3.查看pod状态

[root@k8s-master01 practice]# kubectl get po
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS      AGE
nginx-85fdffcd78-f9pwz           2/2     Running   0               12m

4.查看挂载情况，观察到设置的nginx已成功进行挂载；而未设置的nginx2未进行挂载

[root@k8s-master01 practice]# kubectl exec nginx-85fdffcd78-f9pwz  -c nginx -- cat /etc/timezone
Asia/Shanghai

[root@k8s-master01 practice]# kubectl exec nginx-85fdffcd78-f9pwz  -c nginx2 -- cat /etc/timezone
cat: can't open '/etc/timezone': No such file or directory

三、挂载NFS至容器¶

在生产环境中，考虑到数据的高可用性，仍然不建议使用NFS作为后端存储。因为NFS存在单点故障，很多企业并非对其实现高可用，并且NFS的性能存在很大的瓶颈。所以生产中，建议使用分布式存储，在公有云中建议使用公有云提供的NAS存储来替代NFS，并且NAS性能更好，可用性更高。NFS作为一个比较流行的远端存储工具，在非生产环境中是一个比较好用的选择，可以快速地搭建使用。

首先我们需要安装一下NFS

1.每台机器安装NFS客户端

$ yum install nfs-utils -y

2.在k8s-node01(192.168.1.34)启动nfs

[root@k8s-node01 ~]# systemctl start nfs-server

在k8s-node01(192.168.1.34)查看nfs支持的版本

[root@k8s-node01 ~]# cat /proc/fs/nfsd/versions
-2 +3 +4 +4.1 +4.2

3.在k8s-node01(192.168.1.34)上创建一个共享目录

[root@k8s-node01 ~]# mkdir  -p  /data/nfs/test_nfs

4.在k8s-node01(192.168.134)编辑授权文件，这里网段根据自己主机来定，我这里网段是192.168.1.0/24

[root@k8s-node01 ~]# vim /etc/exports
/data/nfs/ 192.168.1.0/24(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)

5.在k8s-node01(192.168.1.34)配置生效

[root@k8s-node01 ~]# exportfs -r

6.在k8s-node01(192.168.1.34)重新加载NFS

[root@k8s-node01 ~]# systemctl reload nfs-server

7.在k8s-master01上进行挂载测试

[root@k8s-master01 ~]# mount -t nfs 192.168.1.34:/data/nfs /mnt/
[root@k8s-master01 ~]# cd /mnt/
[root@k8s-master01 mnt]# touch test123

8.在k8s-node01(192.168.1.34)进行验证

[root@k8s-node01 ~]# cd /data/nfs/
[root@k8s-node01 nfs]# ls
test123  test_nfs

接下来，我们对上面的测试进行卸载

1.针对上诉测试进行卸载

[root@k8s-master01 ~]# umount /mnt/

最后，和emptyDir、HostPath的配置方法类似，NFS的Volume配置也是在Volumes字段中配置的，和emptyDir不同的是，NFS属于持久化存储的一种，在Pod删除或者重启后，数据依旧会存储在NFS节点上。

1.在k8s-master01上定义一个yaml文件

[root@k8s-master01 ~]# vim nfs.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/zq-demo/nginx:1.14.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        volumeMounts:
        - mountPath: /opt
          name: share-volume
        - mountPath: /etc/timezone
          name: timezone
      - image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/zq-demo/nginx:1.14.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx2
        command:
        - sh
        - -c
        - sleep 3600
        volumeMounts:
        - mountPath: /mnt
          name: share-volume
        - mountPath: /opt
          name: nfs-volume
      volumes:
      - name: share-volume
        emptyDir: {}
          #medium: Memory
      - name: timezone
        hostPath:
          path: /etc/timezone
          type: File
      - name: nfs-volume
        nfs:
          server: 192.168.1.34
          path: /data/nfs/test_nfs

2.在k8s-master01重新部署

[root@k8s-master01 ~]# kubectl replace -f nfs.yaml

3.在k8s-master01查看pod状态

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get po
NAME                            READY   STATUS        RESTARTS       AGE
nginx-5f974586bc-wv89n          2/2     Running       0              29s

4.在k8s-master01以容器的方式进入pod,查看挂载已经成功

[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec -it nginx-5f974586bc-wv89n  -c nginx2 -- sh
/ # df -Th
Filesystem           Type            Size      Used Available Use% Mounted on
overlay              overlay        35.0G      4.5G     30.4G  13% /
tmpfs                tmpfs          64.0M         0     64.0M   0% /dev
tmpfs                tmpfs           3.9G         0      3.9G   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root
                     xfs            35.0G      4.5G     30.4G  13% /mnt
192.168.1.34:/data/nfs/test_nfs
                     nfs4           35.0G      3.6G     31.4G  10% /opt

5.在k8s-master01挂载目录中创建文件

[root@k8s-master01 ~]# kubectl exec -it nginx-5f974586bc-wv89n  -c nginx2 -- sh
/ # cd /opt/
/opt # touch 11111

6.在k8s-node01上进行结果验证

[root@k8s-node01 ~]# cd /data/nfs/test_nfs
[root@k8s-node01 test_nfs]# ls
11111

注意:Kubernetes所有的节点都需要安装上nfs-utils才可以正常挂载NFS。

Kubernetes Volume使用实践：emptyDir、HostPath与NFS

一、通过emptyDir共享数据¶

二、使用HostPath挂载宿主机文件¶

三、挂载NFS至容器¶

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