【云原生】Kubernetes---Storageclass存储类动态生成存储(持久化)

三、Storageclass存储类动态生成存储

• 上面介绍的PV和PVC模式都需要先创建号PV，然后定义好PVC和PV进行一对一的Bond（绑定），但是如果PVC请求成千上万，那么就需要创建成千上万的PV，对于运维人员来说维护成本很高，Kubernetes提供了一种自动创建PV的机制，叫StorageClass，它的作用就是创建PV的模板。K8S集群管理员通过创建Storageclass可以动态生成一个存储卷PV供K8S PVC使用

3.1、StorageClass介绍

• 每个StorageClass都包含字段provisioner，parameters和reclaimPolicy
• 具体来说，StorageClass会定义以下两部分：

​ PV的属性，比如存储的大小、类型等

​ 创建这种PV需要使用到的存储插件，比如Ceph、NFS等

• 有了这两部分信息，Kubernetes就能够根据用户提交的PVC，找到对应的StorageClass，然后Kubernetes就会调用StorageClass声明的存储插件，创建出需要的PV

3.2、StorageClass示例

3.2.1、资源列表

3.2.2、准备NFS

• NFS节点操作

3.2.2.1、关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

3.2.2.2、关闭内核安全机制

setenforce 0
sed -i "s/.*SELINUX=.*/SELINUX=disabled/g" /etc/selinux/config

3.2.2.3、安装

[root@nfs ~]# yum -y install nfs-utils rpcbind
[root@nfs ~]# mkdir -p /data/nfs_pro
[root@nfs ~]# cat >> /etc/exports << EOF
/data/nfs_pro 192.168.93.0/24(rw,no_root_squash)
EOF
[root@nfs ~]# systemctl restart nfs

# 所有Kubernetes集群中的节点需要安装以下软件包用以支持NFS
yum -y install nfs-utils rpcbind

3.2.3、部署供应商

• 该yaml文件里面指定了NFS节点的地址，以及使用NFS节点的哪个目录。需要替换成自己的

[root@master ~]# cat nfs-provisioner.yaml
# 表示使用Kubernetes核心API的v1版本
apiVersion: v1
# ServiceAccount表示这是一个服务账户资源，用于定义运行在Pod中的进程可以访问权限
kind: ServiceAccount
metadata:
# 服务账户的名称
  name: nfs-provisioner
---
# 表示使用基于角色的访问控制（RBAC）的v1版本
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
# 表示这是一个集群角色绑定资源，用于将角色（CLusterRole）绑定到一个或多个用户或组
kind: ClusterRoleBinding
# 这是集群角色绑定的名称
metadata:
  name: nfs-provisioner-clusterrolebinding
# 指定了要绑定的角色
roleRef:
# rbac.authorization.k8s.io是角色所在的API组
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
# 表示这是一个集群级别的角色
  kind: ClusterRole
# cluster-admin是要绑定的角色，这里给予了nfs-provisioner服务账户非常高的权限
  name: cluster-admin
# 指定了绑定到这个角色用户或组
subjects:
# ServiceAccount表示这是一个服务账户
- kind: ServiceAccount
# 服务账号的名称
  name: nfs-provisioner
# 指定了服务账户所在的命名空间，这里是默认的命名空间
  namespace: default
---
# 表示这是一个部署资源，用于管理无状态应用的Pod
kind: Deployment
# apps/v1表示使用应用工作负载API的v1版本
apiVersion: apps/v1
metadata:
# Deployment的名字
  name: nfs-provisioner
# 定义了部署的规格
spec:
# 定义了如何识别由这个部署管理的Pod
  selector:
# 指定了Pod必须具有的标签
    matchLabels:
      app: nfs-provisioner
# 表示Deployment将运行一个Pod副本
  replicas: 1
# 定义了Pod的更新策略
  strategy:
# 表示在更新时先删除除旧的Pod，然后创建新的Pod
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-provisioner
    # 定义Pod的规格
    spec:
    # nfs-provisioner指定了Pod将使用的账户
      serviceAccount: nfs-provisioner
      containers:
      - name: nfs-provisioner
    # 指定了容器的镜像，这里是一个NFS外部卷预配器的镜像
        image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/mydlq/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.0
        # 定义了容器内部的挂载点
        volumeMounts: 
        # nfs-client-root挂载卷的名字
        - name: nfs-client-root
        # 将卷挂载到容器内部的目录/persistentvolumes
          mountPath: /persistentvolumes
        # 定义了容器的环境变量
        env:
        # 定义了预配器的名称，这是动态卷预配的关键
          - name: PROVISIONER_NAME
            value: example.com/nfs 
          # NFS_SERVER和NFS_PATH定义了NFS服务器的地址和路径，预配器将从中创建新的NFS持久化
          - name: NFS_SERVER
            value: 192.168.93.104
          - name: NFS_PATH
            value: /data/nfs_pro
      # 定义Pod中的挂载卷
      volumes:
      # 卷的名字，与容器挂载点中的名字相匹配
        - name: nfs-client-root
        # 定义了NFS卷的类型和配置
          nfs:
          # server和path分别是NFS服务器的地址和路径，与环境变量中的值相同
            server: 192.168.93.104
            path: /data/nfs_pro

[root@master ~]# kubectl apply -f nfs-provisioner.yaml 
serviceaccount/nfs-provisioner created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/nfs-provisioner-clusterrolebinding created
deployment.apps/nfs-provisioner created

3.2.4、创建StorageClass

[root@master ~]# cat StorageClass.yaml 
kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
  name: nfs
# 注意：provisioner处写的example.com/nfs应该跟安装nfs provisioner时候的env下的PROVISIONER_NAME的value值保持一致，如下
provisioner: example.com/nfs
allowVolumeExpansion: true		# 允许动态扩容

[root@master ~]# kubectl apply -f StorageClass.yaml 
storageclass.storage.k8s.io/nfs created

3.2.5、创建PVC

[root@master ~]# cat pvc.yaml 
# 定义一个PVC资源对象
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: test-claim1
spec:
# 访问模式ReadWriteMany表示这个卷可以被多个节点以读写的模式挂载。这是NFS存储的一个常见特性
  accessModes: ["ReadWriteMany"]
  resources:
    requests:
    # storage: 1G表示指定了这个PVC请求的存储量大小为1G
      storage: 1G
  # nfs指定了这个PVC应用使用的存储类（StorageClass）的名称
  storageClassName: nfs

[root@master ~]# kubectl apply -f pvc.yaml 
persistentvolumeclaim/test-claim1 created

3.2.6、Pod使用PVC

[root@master ~]# cat test-pvc-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pvc-pod
  labels:
    app: busybox
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox:1.28
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["sh","-c","sleep 3600"]
    volumeMounts: 
    - name: data
      mountPath: /opt
  volumes:
  - name: data
    persistentVolumeClaim:
    # test-claim1是这个卷将要使用的PVC的名字，这告诉Kubernetes，当Pod被调度到某个节点上时，它应该使用名为test-claim1的PVC来挂在一个持久化到Pod中的/opt目录
      claimName: test-claim1

[root@master ~]# kubectl apply -f test-pvc-pod.yaml 
pod/test-pvc-pod created

[root@master ~]# kubectl get pod
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-provisioner-77cdc7f549-z8csl   1/1     Running   0          31m
test-pvc-pod                       1/1     Running   0          46s

# pv和pvc将会自动绑定
[root@master ~]# kubectl get pv
NAME                                       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pvc-5c73d02d-1083-4d2c-85c7-85c5645c6087   1G         RWX            Delete           Bound    default/test-claim1   nfs                     14m
[root@master ~]# kubectl get pvc
NAME          STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
test-claim1   Bound    pvc-5c73d02d-1083-4d2c-85c7-85c5645c6087   1G         RWX            nfs            14m

# 在容器里面写个文件，NFS服务器的指定目录下就会有这个 
[root@master ~]# kubectl exec -it test-pvc-pod -- sh -c 'date > /opt/time.txt'
[root@master ~]# kubectl exec -it test-pvc-pod -- cat /opt/time.txt
Fri Jul  5 03:15:59 UTC 2024


# 登录到NFS服务器查看
[root@nfs ~]# cat /data/nfs_pro/default-test-claim1-pvc-5c73d02d-1083-4d2c-85c7-85c5645c6087/time.txt 
Fri Jul  5 03:15:59 UTC 2024