概述

容器中的檔案在磁碟上是臨時存放的，這會對運行重要應用的容器帶來一些問題。當容器崩潰或停止時，所有未保存的狀態和數據都將丟失，因此在容器生命週期內創建或修改的所有檔案都會消失。此外，當多個容器在同一個 Pod 中運行並需要共享檔案時，跨容器設置和訪問共享檔案系統也具有一定的挑戰性。

Kubernetes 的卷（Volume）概念能夠有效解決這些問題。

Volume 的使用方式

在 Kubernetes 中，Volume 是以 Pod 為範圍進行定義的。這意味著同一個 Pod 中的多個容器可以同時訪問定義的 Volume。以下是使用 Volume 的一般步驟：

1. 定義 Volume：在 Pod 的規範中，宣告需要使用的 Volume 類型和相關設定。
2. 掛載 Volume：在容器的設定中，指定要將 Volume 掛載到容器內的哪個路徑。
3. 訪問資料：容器啟動後，可以在掛載的路徑下讀取或寫入資料。

透過這種方式，Volume 成為容器與外部存儲之間的橋樑，使資料的管理更加靈活和可靠。

Volume 的類型

在之前的章節中，我們將 Volume 粗略的分為三種類型，但根據 Kubernetes 官方的定義中，根據用途和特性，Volume 類型可以分為臨時存儲、持久化存儲，以及配置管理和機密數據存儲三大類別。

臨時存儲 (Ephemeral Storage)

臨時存儲是指存儲在 Pod 生命週期內有效，但在 Pod 被刪除或重新調度時資料會消失的存儲類型。適合用於臨時數據或緩存。

• emptyDir：當 Pod 被分配到節點時，會創建一個 emptyDir 卷。當 Pod 被刪除時，卷中的資料也會被刪除。適用於臨時緩存或需要在多個容器間共享的臨時資料。
• configMap：雖然 configMap 主要用於配置管理，但當作為卷使用時，其數據在 Pod 生命週期內是臨時性的。Pod 刪除後，configMap 的卷也會消失。
• secret：和 configMap 類似，secret 主要用於存儲機密數據，但作為卷使用時，數據在 Pod 生命週期內是臨時性的。

持久化存儲 (Persistent Storage)

持久化存儲是指在 Pod 被刪除或重新調度後，數據仍然保留的存儲類型。適合用於需要長期保存數據的應用場景。

• persistentVolumeClaim (PVC)：PVC 用於申請與 PersistentVolume (PV) 關聯的持久性存儲。數據在 Pod 重啟或重新調度後仍然保留。
• hostPath：將 Kubernetes 節點上的文件或目錄掛載到容器中。資料會持久化到節點的文件系統中，但如果 Pod 被移到另一個節點，數據不會自動遷移。
• NFS (Network File System)：NFS 是一種允許多個 Pod 同時讀寫同一遠程伺服器上的資料夾的持久性存儲方式。

配置管理和機密數據存儲 (Configuration and Secrets Management)

這類存儲用於存放應用程式的配置檔案或機密數據，並將其注入到容器中。

• configMap：用來存儲非機密的配置數據，並將其注入到 Pod 中。適合存放應用程式配置檔案或環境變數。
• secret：用來存儲機密數據，如密碼、憑證等，並將其安全地注入到 Pod 中。數據在 Kubernetes 中會被加密。

這些 Volume 類型提供了靈活的存儲選項，以滿足不同應用程式的需求，無論是臨時存儲、持久化存儲，還是配置管理和機密數據存儲。

提醒：

configMap 和 secret 都屬於配置管理和機密數據存儲，但它們也可以作為臨時存儲的一部分使用，因為它們作為卷掛載時，數據在 Pod 被刪除後也會消失。這就是為什麼它們在不同類別中出現的原因。

Volume 的最佳實踐

為了在 Kubernetes 中有效地管理和使用 Volume，最好遵從一些最佳實踐：

• 明確劃分資料與應用：將應用程式的執行與資料存儲分離，方便進行應用程式的更新和維護，而不影響資料。
• 使用適當的存儲類型：根據應用需求選擇合適的 Volume 類型，避免過度或不足的資源配置。
• 管理配置和機密資料：利用 configMap 和 secret 來管理應用程式的配置和機密資訊，確保系統的安全性和靈活性。
• 監控和備份：對於持久化存儲，應該定期監控存儲的健康狀態，並制定備份策略以防止資料遺失。

小結

Kubernetes 的 Volume 概念為容器化應用程式的資料管理提供了強大的支持。透過合理地選擇和使用不同類型的 Volume，我們可以滿足應用程式對於資料持久性、共享性和安全性的需求，從而構建更可靠和可擴展的系統。

在接下來的幾天，我們將深入探討各種 Volume 類型的特性和使用場景，幫助你更好地應用它們於實際項目中。

參考

• https://8grams.medium.com/kubernetes-101-storage-c4bddc7cb426
• https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10291557