Kubernetes技术分析之存储
pm45e
9年前
Docker的流行激活了一直不温不火的PaaS，随着而来的是各类Micro-PaaS的出现，Kubernetes是其中最具代表性的一员，它是 Google多年大规模容器管理技术的开源版本。本系列文章将逐一分析Kubernetes，本文详细介绍如何使用Kubernetes支持的几种 Volume。
Kubernetes存储
众所周知，使用Docker的时候，容器中的数据是临时，即当容器销毁时，其中的数据时丢失。如果需要持久化数据，需要使用Docker Volume挂载宿主机上的文件目录到容器中。Kubernetes中的Volume则是基于Docker进行扩展，支持更加丰富的功能，Kubernetes支持以下类型的Volume：
emptyDir
如果Pod配置了emptyDir类型Volume， Pod 被分配到Node上时候，会创建emptyDir，只要Pod运行在Node上，emptyDir都会存在（容器挂掉不会导致emptyDir丢失数据），但是如果Pod从Node上被删除（Pod被删除，或者Pod发生迁移），emptyDir也会被删除，并且永久丢失。现在创建一个Pod使用emptyDir， busybox-pod.yaml：
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: busybox labels: name: busybox spec: containers: - image: busybox command: - sleep - "3600" imagePullPolicy: IfNotPresent name: busybox volumeMounts: - mountPath: /busybox-data name: data volumes: - name: data emptyDir: {}Pod运行后，docker inspect它的容器：
"Volumes": { "/busybox-data": "/var/lib/kubelet/pods/da47d6b1-374c-11e5-ad0f-005056817c3e/volumes/kubernetes.io~empty-dir/data", "/dev/termination-log": "/var/lib/kubelet/pods/da47d6b1-374c-11e5-ad0f-005056817c3e/containers/busybox/4f4c540ea667e78fca68886d5b5700abb652523dc39d3ca36bb2573ea016be21" }, "VolumesRW": { "/busybox-data": true, "/dev/termination-log": true }, "VolumesRelabel": { "/busybox-data": "", "/dev/termination-log": "" }可以看到容器挂载配置的emptyDir：
/var/lib/kubelet/pods/<id>/volumes/kubernetes.io~empty-dir/data =》 /busybox-data
hostPath
hostPath允许挂载Node上的文件系统到Pod里面去。如果Pod有需要使用Node上的东西，可以使用hostPath，不过不过建议使用，因为理论上Pod不应该感知Node的。busybox-pod.yaml：
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: busybox labels: name: busybox spec: containers: - image: busybox command: - sleep - "3600" imagePullPolicy: IfNotPresent name: busybox volumeMounts: - mountPath: /busybox-data name: data volumes: - hostPath: path: /tmp/data name: data
docker inspect:
"Volumes": { "/busybox-data": "/tmp/data", "/dev/termination-log": "/var/lib/kubelet/pods/522b7dd3-374f-11e5-ad0f-005056817c3e/containers/busybox/d6b5adcaf869ad290a3c4602313fc813451eabcc47d4583ee6dd4f6ba9fd8009" }, "VolumesRW": { "/busybox-data": true, "/dev/termination-log": true }, "VolumesRelabel": { "/busybox-data": "", "/dev/termination-log": "" }emptyDir和hostPat很多场景是无法满足持久化需求，因为在Pod发生迁移的时候，数据都无法进行转移的，这就需要分布式文件系统的支持。
nfs
NFS 是Network File System的缩写，即网络文件系统。Kubernetes中通过简单地配置就可以挂载NFS到Pod中，而NFS中的数据是可以永久保存的，同时NFS支持同时写操作。下面的例子将在Kubernetes上部署一个NFS服务端,然后部署一个Pod使用该NFS服务端
nfs-server-pod.yaml：
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: nfs-server labels: role: nfs-server spec: containers: - name: nfs-server image: jsafrane/nfs-data ports: - name: nfs containerPort: 2049 securityContext: privileged: true
注意：运行nfs-server-pod需要kubelet开启privileged
nfs-service.yaml：
kind: Service apiVersion: v1 metadata: name: nfs-server spec: clusterIP: 10.254.234.223 ports: - port: 2049 selector: role: nfs-server
创建完可以查看下NFS的配置：
$ kubectl exec nfs-server cat /etc/exports /mnt/data *(rw,sync,no_root_squash,insecure,fsid=0) $ kubectl exec nfs-server cat /mnt/data/index.html Hello world!
可以看到export了/mnt/data最为/， 并且/mnt/data下有个index.html
NFS 服务端安装完成后，需要在Kubernetes的每个Node安装NF客户端：
$ yum install nfs-utils
现在创建一个Pod使用NFS:
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: nfs-web spec: containers: - name: web image: nginx ports: - name: web containerPort: 80 volumeMounts: # name must match the volume name below - name: nfs mountPath: "/usr/share/nginx/html" volumes: - name: nfs nfs: # FIXME: use the right hostname server: 10.254.234.223 path: "/"
该Pod启动一个nginx，然后挂载NFS Server的/到/usr/share/nginx/html， 即使用其中的index.html。
查看Pod的容器，可以看到容器挂载
/var/lib/kubelet/pods/<id>/volumes/kubernetes.io~nfs/nfs=> /usr/share/nginx/html
而实际上/var/lib/kubelet/pods/<id>/volumes/kubernetes.io~nfs/nfs挂载到NFS Server，效果如以下命令：
mount -t nfs 10.254.234.223:/ /var/lib/kubelet/pods/<id>/volumes/kubernetes.io~nfs/nfs
glusterfs
GlusterFS是一个开源的分布式文件系统，具有强大的横向扩展能力，通过扩展能够支持数PB存储容量和处理数千客户端。同样地，Kubernetes支持Pod挂载到GlusterFS，这样数据将会永久保存。首先需要一个GlusterFS环境，本文使用2台机器（CentOS7）安装GlusterFS服务端，在2台机器的 /etc/hosts配置以下信息：
192.168.3.150 gfs1 192.168.3.151 gfs2
在2台机器上安装：
$ wget http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/7/x86_64/e/epel-release-7-5.noarch.rpm $ rpm -ivh epel-release-7-5.noarch.rpm $ wget -P /etc/yum.repos.d http://download.gluster.org/pub/gluster/glusterfs/LATEST/EPEL.repo/glusterfs-epel.repo $ yum install glusterfs-server $ service glusterd start
注意: GlusterFS服务端需要关闭SELinux：修改/etc/sysconfig/selinux中SELINUX=disabled。然后清空iptables: iptables -F
安装后查询状态：
$ service glusterd status
添加集群：
在gfs1上操作：
$ gluster peer probe gfs2
在gfs2上操作：
$ gluster peer probe gfs1
创建volume ：
在gfs1上操作：
$ mkdir /data/brick/gvol0 $ gluster volume create gvol0 replica 2 gfs1:/data/brick/gvol0 gfs2:/data/brick/gvol0 $ gluster volume start gvol0 $ gluster volume info
安装成功的话可以挂载试验下：
$ mount -t glusterfs gfs1:/gvol0 /mnt
GlusterFS服务端安装成功后，需要在每个Node上安装GlusterFS客户端:
$ yum install glusterfs-client
接着创建GlusterFS Endpoint，gluasterfs-endpoints.json：
{ "kind": "Endpoints", "apiVersion": "v1", "metadata": { "name": "glusterfs-cluster" }, "subsets": [ { "addresses": [ { "IP": "192.168.3.150" } ], "ports": [ { "port": 1 } ] }, { "addresses": [ { "IP": "192.168.3.151" } ], "ports": [ { "port": 1 } ] } ] }最后创建一个Pod挂载GlusterFS Volume, busybox-pod.yaml:
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: busybox labels: name: busybox spec: containers: - image: busybox command: - sleep - "3600" imagePullPolicy: IfNotPresent name: busybox volumeMounts: - mountPath: /busybox-data name: data volumes: - glusterfs: endpoints: glusterfs-cluster path: gvol0 name: data
查看Pod的容器，可以看到容器挂载
/var/lib/kubelet/pods/<id>/volumes/kubernetes.io~glusterfs/data => /busybox-data
在kubernetes.io~glusterfs/data目录下执行查询：
$ mount | grep gvol0 192.168.3.150:gvol0 on /var/lib/kubelet/pods/<id>/volumes/kubernetes.io~glusterfs/data type fuse.glusterfs (rw,relatime,user_id=0,group_id=0,default_permissions,allow_other,max_read=131072)
参考
- http://kubernetes.io/v1.0/docs ... .html- http://kubernetes.io/v1.0/examples/nfs/
- http://kubernetes.io/v1.0/examples/glusterfs/
- http://linoxide.com/file-syste ... ch64/
作者简介
吴龙辉，现任网宿科技高级运营工程师，致力于云计算PaaS的研究和实践，活跃于CloudFoundry,Docker,Kubernetes等开源社区，贡献代码和撰写技术文档。邮箱：wulh@chinanetcenter.com/wlh6666@qq.com