Storage Class資源

1，為什么要使用Storage Class？

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• 之前常規(guī)的手動(dòng)掛載，看似沒有什么問題，但細(xì)想一下，pvc在向pv申請(qǐng)存儲(chǔ)空間時(shí)，是根據(jù)指定的pv名稱，訪問模式，容量大小來決定具體向那個(gè)pv來申請(qǐng)空間的，假設(shè)pv的容量為20G，定義的訪問模式是WRO（只允許以讀寫的方式掛載到單個(gè)節(jié)點(diǎn)），而pvc申請(qǐng)的存儲(chǔ)空間為10G，那么一旦這個(gè)pvc是向上面的pv申請(qǐng)的空間，也就是說，那么pv有10個(gè)G的空間被浪費(fèi)了，因?yàn)槠渲辉试S被單個(gè)節(jié)點(diǎn)掛載。就算不考慮這個(gè)問題，我們每次手動(dòng)去創(chuàng)建pv也就比較麻煩的事情，這時(shí)，我們就需要一個(gè)自動(dòng)化的工具來替我們創(chuàng)建pv。
• 這個(gè)東西就是阿里提供的一個(gè)開源工具“nfs-client-provisioner”，這個(gè)東西是通過k8s內(nèi)置的nfs驅(qū)動(dòng)將遠(yuǎn)端的NFS服務(wù)器掛載到本地目錄，然后自身作為storage（存儲(chǔ)）。

2，stroage class在集群中的作用？

• pvc是無法直接去向nfs-client-provisioner申請(qǐng)使用的存儲(chǔ)空間的，這時(shí)，就需要通過SC這個(gè)資源對(duì)象去申請(qǐng)了，SC的根本作用就是根據(jù)pvc定義的來動(dòng)態(tài)創(chuàng)建pv，不僅節(jié)省了我們管理員的時(shí)間，還可以封裝不同類型的存儲(chǔ)供pvc選用。

• 每個(gè)sc都包含以下三個(gè)重要的字段，這些字段會(huì)在sc需要?jiǎng)討B(tài)分配pv時(shí)會(huì)使用到：

  Provisioner（供給方）：提供了存儲(chǔ)資源的存儲(chǔ)系統(tǒng)。
  ReclaimPolicy：pv的回收策略，可用的值有Delete（默認(rèn)）和Retiain
  Parameters（參數(shù)）：存儲(chǔ)類使用參數(shù)描述要關(guān)聯(lián)到存儲(chǔ)卷。

3，下面基于NFS服務(wù)來實(shí)踐storage class
1）搭建NFS服務(wù)（我將master節(jié)點(diǎn)作為nfs server）：

[root@master ~]# yum -y install nfs-utils
[root@master ~]# vim /etc/exports
/nfsdata *(rw,sync,no_root_squash)
[root@master ~]# mkdir /nfsdata    #創(chuàng)建共享目錄
[root@master ~]# systemctl start rpcbind
[root@master ~]# systemctl enable rpcbind
[root@master ~]# systemctl start nfs-server
[root@master ~]# systemctl enable nfs-server
[root@master ~]# showmount -e  #確保成功掛載
Export list for master:
/nfsdata *

2）創(chuàng)建rbac權(quán)限：
rbac（基于角色的訪問控制），就是用戶通過角色與權(quán)限進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
是一個(gè)從認(rèn)證-----> 授權(quán)-----> 準(zhǔn)入機(jī)制。

[root@master sc]# vim rbac-rolebind.yaml 
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-provisioner
  namespace: default
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: nfs-provisioner-runner
  namespace: default
rules:
   -  apiGroups: [""]
      resources: ["persistentvolumes"]
      verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
   -  apiGroups: [""]
      resources: ["persistentvolumeclaims"]
      verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
   -  apiGroups: ["storage.k8s.io"]
      resources: ["storageclasses"]
      verbs: ["get", "list", "watch"]
   -  apiGroups: [""]
      resources: ["events"]
      verbs: ["watch", "create", "update", "patch"]
   -  apiGroups: [""]
      resources: ["services", "endpoints"]
      verbs: ["get","create","list", "watch","update"]
   -  apiGroups: ["extensions"]
      resources: ["podsecuritypolicies"]
      resourceNames: ["nfs-provisioner"]
      verbs: ["use"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: run-nfs-provisioner
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-provisioner
    namespace: default
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-provisioner-runner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

//執(zhí)行yaml文件：

[root@master sc]# kubectl apply -f  rbac-rolebind.yaml 
serviceaccount/nfs-provisioner created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nfs-provisioner-runner created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/run-nfs-provisioner created

以上我們新建的一個(gè)名為nfs-provisioner的ServiceAccount，然后綁定了一個(gè)名為nfs-provisioner-runner的ClusterRole，而該ClusterRole聲明了一些權(quán)限，其中就包括對(duì)pv的增，刪，改，查等權(quán)限，所以我們可以利用該serviceAccount來自動(dòng)創(chuàng)建pv。

3）創(chuàng)建一個(gè)nfs的Deployment
將里面的對(duì)應(yīng)的參數(shù)替換成我們自己的nfs配置。

[root@master sc]# vim nfs-deployment.yaml 
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccount: nfs-provisioner
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/open-ali/nfs-client-provisioner
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath:  /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: nfs-deploy    #供給方的名稱（自定義）
            - name: NFS_SERVER
              value: 172.16.1.30     #nfs服務(wù)器的ip地址
            - name: NFS_PATH
              value: /nfsdata      #nfs共享的目錄
      volumes:  
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 172.16.1.30
            path: /nfsdata

//導(dǎo)入nfs-client-provisioner鏡像（集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需導(dǎo)入，包括master）

[root@master sc]# docker load --input  nfs-client-provisioner.tar 
5bef08742407: Loading layer  4.221MB/4.221MB
c21787dcfbf0: Loading layer  2.064MB/2.064MB
00376105a0f3: Loading layer  41.08MB/41.08MB
Loaded image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/open-ali/nfs-client-provisioner:latest

//執(zhí)行yaml文件：
[root@master sc]# kubectl apply -f  nfs-deployment.yaml 
deployment.extensions/nfs-client-provisioner created

//確保pod正常運(yùn)行
[root@master sc]# kubectl  get pod 
NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-client-provisioner-5457694c8b-k8t4m   1/1     Running   0          23s

nfs-client-provisionser工具的作用：它通過k8s的內(nèi)置的nfs驅(qū)動(dòng)掛載遠(yuǎn)端的nfs服務(wù)器到本地目錄，然后將自身作為storage provide（存儲(chǔ)提供），關(guān)聯(lián)sc。

4）創(chuàng)建storage class:

[root@master sc]# vim test-sc.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: statefu-nfs
  namespace: default
provisioner: nfs-deploy  
reclaimPolicy: Retain

我們聲明了一個(gè)名為statefu-nfs的sc對(duì)象，注意下面的provisioner字段對(duì)應(yīng)的值一定要和上面的nfs的Deployment下面的PROVISIONER_NAME這個(gè)環(huán)境變量的值一樣。

//創(chuàng)建該資源對(duì)象：

[root@master sc]# kubectl apply -f  test-sc.yaml 
storageclass.storage.k8s.io/statefu-nfs created

5）上面把SC資源對(duì)象創(chuàng)建成功了，接下來我們測(cè)試是否能夠動(dòng)態(tài)創(chuàng)建pv。
//首先我們創(chuàng)建一個(gè)pvc對(duì)象：

[root@master sc]# vim test-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: test-claim    
  namespace: default
spec:
  storageClassName: statefu-nfs   #sc一定要指向上面創(chuàng)建的sc名稱
  accessModes:
    - ReadWriteMany   #采用ReadWriteMany的訪問模式
  resources:
    requests:
      storage: 50Mi    #請(qǐng)求50M的空間

//執(zhí)行yaml文件來創(chuàng)建pvc：

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

我們可以看到pvc創(chuàng)建成功，狀態(tài)已經(jīng)是Bound了，是不是也生產(chǎn)了一個(gè)對(duì)應(yīng)的volume對(duì)象，最重要的一欄是STORAGECLASS，現(xiàn)在的值就是我們剛剛創(chuàng)建的sc對(duì)象名稱”statefu-nfs“。

//接下來我們查看一下pv，驗(yàn)證是否動(dòng)態(tài)創(chuàng)建：

我們可以看到已經(jīng)自動(dòng)生成了一個(gè)關(guān)聯(lián)的pv對(duì)象，訪問模式是RWX(在sc中定義的模式)，回收策略Delete ，狀態(tài)同樣是Bound，是通過sc動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的，而并不是我們手動(dòng)創(chuàng)建的。

4，部署nginx來實(shí)踐pv，pvc

我們通過部署一個(gè)nginx服務(wù)來測(cè)試我們上面用stroage class方式聲明的pvc對(duì)象（實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)持久化）。

[root@master sc]# vim nginx-pod.yaml
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
    - name: nginx-pod
      image: nginx
      volumeMounts:    #定義數(shù)據(jù)持久化
        - name: nfs-pvc
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
    - name: nfs-pvc
      persistentVolumeClaim:   #指定pvc，注意下面聲明的pvc指向的是上面定義的pvc名稱
        claimName: test-claim   

//運(yùn)行nginx，并查看pod是否正常運(yùn)行：
[root@master sc]# kubectl apply -f  nginx-pod.yaml 
pod/nginx-pod created

//我們進(jìn)入pod中，創(chuàng)建測(cè)試網(wǎng)頁文件：

[root@master ~]# kubectl  exec  -it nginx-pod /bin/bash
root@nginx-pod:/# cd /usr/share/nginx/html/
root@nginx-pod:/usr/share/nginx/html# echo "
welcome to Storage Class web
" > index.html
root@nginx-pod:/usr/share/nginx/html# cat index.html 
welcome to Storage Class web
root@nginx-pod:/usr/share/nginx/html# exit

//我們回到nfs服務(wù)器的共享數(shù)據(jù)目錄下查看文件是否同步：

在nfs目錄下我們可以可以看到有名字很很長(zhǎng)的文件夾，這個(gè)文件夾的命名方式就是我們上面的規(guī)則生成的。

我們進(jìn)入到該目錄下，可以看到nginx中的數(shù)據(jù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)同步，且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)持久化（這里就不做測(cè)試了，可自行測(cè)試）

最后測(cè)試nginx是否能夠正常訪問我們編寫的網(wǎng)頁：
//創(chuàng)建service資源對(duì)象，關(guān)聯(lián)上邊的pod，映射端口號(hào)。
一個(gè)完整的yaml文件內(nèi)容如下：

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-pod
  namespace: default
  labels:
    app: web
spec:
  containers:
    - name: nginx-pod
      image: nginx
      volumeMounts:
        - name: nfs-pvc
          mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
    - name: nfs-pvc
      persistentVolumeClaim:
        claimName: test-claim
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-svc
  namespace: default
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: web
  ports:
  - name: nginx
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 32134

//重新加載nginx，并訪問網(wǎng)頁：

[root@master sc]# kubectl  apply -f  nginx-pod.yaml 
pod/nginx-pod configured
service/nginx-svc created