【從題目中學習k8s】-【Day17】第九題 - PV&PVC

12th鐵人賽 devops cicd kubernetes k8s

店小二

團隊You Reverse 你逆

2020-09-23 00:20:05

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description: 以無比的恆毅力堅持30天鍊成鐵人--連續30天，一天發表一篇IT技術文章

【從題目中學習k8s】-【Day17】第九題 - PV&PVC

tags: `DevOps` `CICD` `K8s` `Docker`

Question

A pod definition file is created at q9-pod.yaml. Make use of this manifest file and mount the persistent volume called pv-1. Ensure the pod is running and the PV is bound.

mountPath: /data persistentVolumeClaim Name: my-pvc

persistentVolume Claim configured correctly
pod using the correct mountPath
pod using the persistent volume claim?

概念

這題是個Persistent Volume和Persistent Volume Claim的題目。先來看一下這兩個是甚麼東東吧~
前幾天我們有提到Volume這個概念，當Pod使用Volume時，需要在Pod YAML中定義Volume的configuration。隨著K8s的集群環境增大，大量的使用者需求佈署大量的Pod，這樣就會導致一個情況，那就是使用者每次創建一個Pod時都需要為Pod重新config一個Volume。當某個Volume被某一使用者使用了，所有Pod的configuration file都需要重新config，如此就會讓整個集群的運作非常沒有效率，因此需要有個集中式管理的storage solution，方法類似讓集群管理者可以創建一個storage pool，使用者根據需求從storage pool中擷取一部分使用，這就是Persistent Volumes(PV) & Persistent Volumes Claim(PVC)和的功能啦~

Persistent Volumes(PV)是一個pool of Volumes，由集群管理者創造給整個集群使用。使用者可以透過Persistent Volumes Claim(PVC)在PV上選擇一個區塊作為storage儲存資料，並在其中佈署自己的Applications。

可以把PV想像成一個100G的Memory，User1以PVC拿了其中的10G，User2也以PVC拿了其中的20G，這樣PV中的Memory就剩下70G。PV就是一個公共儲存空間，要使用這個公共空間，就要搭配PVC使用

下面是PV的範例YAML：

$ cat pv-def.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: /tmp/data

capacity：定義這個PV的storage大小。
accessModes：PV可以通過資源提供者支援的任何方式安裝在host上。每個PV的存取模式會設置為該Volume支援的特定模式。每個PV都有自己的一組訪問模式，用於描述該特定PV的功能。分為三種：
- ReadWriteOnce：通過單一節點以read-write方式掛載
- ReadWriteMany：通過多節點以read-write方式掛載
- ReadOnlyMany：通過多節點以read-only模式掛載

PV和PVC是兩個獨立的object，由adminstrator創造PV；PVC則由使用者創造，用以使用PV

當PV和PVC創建完成後，K8s會根據PVC的request和PV的properties，將最合適的PV及PVCbind起來，每個PVC只會bound一個PV。在binding過程中，K8s會為PVC挑選最合適的PV，除了容量外，也會考量accessModes、vloumeModes和storage class等等。

當然你若想binding到特別的PV，也可以透過我們前面介紹過的label

下面是PVC的範例YAML：

$ vim pvc-def.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests: 
      storage: 500Mi

當創建此PVC後，可能會看見它處於Pending Status，這是因為沒有找到合適配對的PV。接著創建PV後，K8s會自動將兩者binding起來，就可以看見PVC是Bound Status囉~

那Pod要如何搭配PVC使用，可以參考下面YAML：

$ cat pod-pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
    - name: myfrontend
      image: nginx
      volumeMounts:
      - mountPath: "/var/data"
        name: myvm
  volumes:
    - name: myvm
      persistentVolumeClaim:
        claimName: myclaim

回到題目，這題用到的就是PV和PVC的概念，首先這題已經有個Pod的YAML和running的PV，那我們需要做的就是：

創建一個PVC，讓PV被此PVC bound住
創建Pod，mount此PVC

Answer

首先，系統環境已經創建了一個Pod的YAML，定義如下：

$ cat q9-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: q9-pod
  name: q9-pod
spec:
  containers: 
  - image: nginx
    name: q9-pod
    resources: {}
  dnspolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}

除此之外，還有一個一經在runing的PV，名為pv-1

$ kubectl get pv
NAME   CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-1   10Mi       RWO            Retain           Available                                   15m

PV處於Available Status，代表目前沒有PVC存在，或是沒有合適的PVC可以bind此PV，那我們就需要自己建一個。

$ vim q9-pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      ## 大小設置剛好配對PV
      storage: 10Mi
      
## 創建此PVC
$ kubectl apply -f q9-pvc.yaml
persistentvolumeclaim/my-pvc created

## 等個幾秒，確認PV已經被bound住
$ kubectl get pv
NAME   CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM            STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-1   10Mi       RWO            Retain           Bound    default/my-pvc

接著，將PVC作為volume，mount在系統給的範例Pod上

$ vim q9-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    run: q9-pod
  name: q9-pod
spec:
  containers: 
  - image: nginx
    name: q9-pod
    volumeMounts:
    - mountPath: "/data"
      name: mypd
    resources: {}
  volumes:
  - name: mypd
    persistentVolumeClaim:
        claimName: my-pvc
  dnspolicy: ClusterFirst
  restartPolicy: Always
status: {}


## 創建Pod
$ kubectl apply -f q9-pod.yaml