k8s-volume-存储资源管理

Volume 提供了对各种 backend 的抽象,容器在使用 Volume 读写数据的时候不需要关心数据到底是存放在本地节点的文件系统中呢还是云硬盘上。对它来说,所有类型的 Volume 都只是一个目录。

emptyDir

emptyDir 是最基础的 Volume 类型。正如其名字所示,一个 emptyDir Volume 是 Host 上的一个空目录。
emptyDir Volume 对于容器来说是持久的,对于 Pod 则不是。当 Pod 从节点删除时,Volume 的内容也会被删除。但如果只是容器被销毁而 Pod 还在,则 Volume 不受影响。
也就是说:emptyDir Volume 的生命周期与 Pod 一致。
Pod 中的所有容器都可以共享 Volume,它们可以指定各自的 mount 路径。
详见:emptyDir

hostPath

hostPath Volume 的作用是将 Docker Host 文件系统中已经存在的目录 mount 给 Pod 的容器。大部分应用都不会使用 hostPath Volume,因为这实际上增加了 Pod 与节点的耦合,限制了 Pod 的使用。不过那些需要访问 Kubernetes 或 Docker 内部数据(配置文件和二进制库)的应用则需要使用 hostPath。
详见:hostPath

外部 Storage provider

如果 Kubernetes 部署在诸如 AWS、GCE、Azure 等公有云上,可以直接使用云硬盘作为 Volume.
详见:外部 Storage provider

PersistentVolume和PersistentVolumeClaim

Volume 提供了非常好的数据持久化方案,不过在可管理性上还有不足。
拿前面 AWS EBS 的例子来说,要使用 Volume,Pod 必须事先知道如下信息:
当前 Volume 来自 AWS EBS。
EBS Volume 已经提前创建,并且知道确切的 volume-id。

Pod 通常是由应用的开发人员维护,而 Volume 则通常是由存储系统的管理员维护。开发人员要获得上面的信息:
要么询问管理员,要么自己就是管理员。

这样就带来一个管理上的问题:应用开发人员和系统管理员的职责耦合在一起了。如果系统规模较小或者对于开发环境这样的情况还可以接受。但当集群规模变大,特别是对于生成环境,考虑到效率和安全性,这就成了必须要解决的问题。

Kubernetes 给出的解决方案是 PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim。
PersistentVolume (PV) 是外部存储系统中的一块存储空间,由管理员创建和维护。与 Volume 一样,PV 具有持久性,生命周期独立于 Pod。
PersistentVolumeClaim (PVC) 是对 PV 的申请 (Claim)。PVC 通常由普通用户创建和维护。需要为 Pod 分配存储资源时,用户可以创建一个 PVC,指明存储资源的容量大小和访问模式(比如只读)等信息,Kubernetes 会查找并提供满足条件的 PV。

有了 PersistentVolumeClaim,用户只需要告诉 Kubernetes 需要什么样的存储资源,而不必关心真正的空间从哪里分配,如何访问等底层细节信息。这些 Storage Provider 的底层信息交给管理员来处理,只有管理员才应该关心创建 PersistentVolume 的细节信息。
详见:PersistentVolume和PersistentVolumeClaim