knowledge-base

我的知识库 / Kubernetes / 了解 Volume

了解 Volume

我们知道容器与容器之间是隔离的，有独立的文件系统。并且存储的文件性质时临时的，当容器被销毁时，容器内的文件一并被清除。

在 Pod 内可能运行着多个容器，这可能需要容器共享文件。在 K8s 中，抽象除了 Volume 的概念来满足这种需求。

Volume 介绍

在 Docker 中，也有 Volume 的概念，它是将容器内某文件目录挂载到宿主机的目录。

在 K8s 中，Volume 供 Pod 内的容器使用，一个容器可以使用多个 Volume，同一 Pod 内的多个容器可以同时使用一个 Volume，实现文件共享，或数据持久存储。

容器与 Volume 的简单关系：

Volume 定义

定义在 pod.spec.container 属性下：

kind: Pod
...
spec:
  container: 
    ...
    volumeMounts:
      - mountPath: <path>
        name: <volume-name>
        subPath: <volume-path>
  volumes:
    - name: <volume-name>
      <volume-type>:
      ...

mountPath：容器内的目录，如果不存在则创建该目录
subPath：默认会将 mountPath 直接映射到 volume 的根目录，使用 subpath 映射到 volume 特定的目录。

Volume 类型

Volume 有多种类型，有的可以直接在集群中使用，有的则需要第三方服务或云平台的支持。简单罗列几种常见类型，更多了类型参考：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/volumes

emptyDir

如果指定 Volume 类型为 emptyDir，它会在 Pod 刚被调度时，在被调度到的节点上创建起来。卷初始时时空的，里面没有文件，Pod 内的容器可以在卷中写入文件。多个容器绑定的 Volume 如果存在目录相同，则目录可以被共享读写。

如果 Pod 在该节点被销毁，那么 emptyDir 也将被永久删除。Pod 内的容器崩溃或重启是不会影响 emptyDir 的生命周期的。

由于 emptyDir 的生命周期受Pod影响，emptyDir 适合的使用场景也会受限，emptyDir 适合使用在数据临时计算，临时缓存等，不适合存储配置信息或持久化数据。

使用示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-redis
spec:
  containers:
    - image: nginx
      name: nginx
      volumeMounts:
        - name: dir
          mountPath: /shareDir
    - image: redis
      name: redis
      volumeMounts:
        - name: dir
          mountPath: /shareDir
  volumes:
    - name: dir
      emptyDir: {}

如果在 K8s 中创建上面这个 Pod，容器都运行起来后，分别进入 nginx 容器和 redis 容器，都可以在根目录下看到 shareDir 目录，并且在一个容器中写入了文件，另一个容器也可以读取到。当删除这个 Pod，再重新创建后，之前写入的文件会消失。

emptyDir 可以指定存储介质，默认是使用节点的磁盘创建起来的，也可以指定介质为内存，这种读写更快：

volumes:
  - name: dir
    emptyDir:
      medium: Memory

hostPath

hostPath 卷指向节点文件系统上的特定文件或目录，如果多个 Pod 运行在同一节点，并且指向相同的卷路径，则他们看的文件是相同的。

hostPath 类型的 Volume 的生命周期不受Pod限制，Pod 被删除，hostPath 下的文件仍然保留。由于 hostPath 数据只会保留在节点上，当 Pod 被重新调度到其他节点时，相对来说数据是丢失的。一般可以使用 hostPath 作为 DaemonSet（每个匹配节点都调度一个 Pod）管理的 Pod 的 Volume。

使用示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
spec:
  containers:
    - image: redis
      name: redis
      volumeMounts:
        - name: dir
          mountPath: /data
  volumes:
    - name: dir
      hostPath:
        path: /vol/redis/data
        type: DirectoryOrCreate

当我们创建以上 Pod 资源，容器运行起来之后，则会在 Pod 所调度的宿主机上创建 /vol/redis/data 目录。如果我们删除Pod，宿主机上的 /vol/redis/data 目录不会被删除。

hostPath 的 type 类型，默认为空，直接使用 path，其他 type 使用时会检查和初始化 path：

DirectoryOrCreate，如果 hostPath 定义的 path 目录不存在，则创建目录
Directory，hostPath 定义的 path 目录已经存在，否则会异常
FileOrCreate，如果 hostPath 定义的path 文件不存在，则创建文件，如果前缀目录不存在也会报错，需要先使用 DirectoryOrCreate 创建目录
File，hostPath 定义的 path 文件已经存在，否则会异常

persistentVolumeClaim

awsElasticBlockStore

使用 aws 的存储卷作为 Pod 的 Volume，它可以被多个 Pod 共同使用，并且它的生命周期不受 Pod 限制，当 Pod 被销毁，只是取消了绑定关系，存储不会被删除。

使用 awsElasticBlockStore 作为 Volume，需要提前在 aws 中创 volume，获取到 volumeID，然后 Pod 的 Volume 指定awsElasticBlockStore 的 volumeID 即可。

使用 aws-cli 创建 aws 中的 volume：

aws ec2 create-volume --availability-zone=ap-southeast-1a --size=2 --volume-type=gp2

以上命令完成会输出 volumeID。

使用 awsElasticBlockStore 作为 Pod 的 Volume 简单示例，前提我们已经获取到了volumeID 为 vol-07afc8d24f8f08d2a：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
  labels:
    name: redis
spec:
  containers:
    - name: redis
      image: redis
      volumeMounts:
        - mountPath: /data
          name: redis-data
  volumes:
    - name: redis-data
      awsElasticBlockStore:
        volumeID: vol-07afc8d24f8f08d2a

当我们创建以上 Pod 资源，容器运行起来之后，我们进入 redis 容器，使用 redis-cli往redis 中写入一个key-value后，立即退出容器，删除 Pod 并重新创建后，再次进入容器，是依然可以获取 key-value 的，这说明 Volume 数据没有随 Pod 被删除。

configMap

存储配置项信息，供 Volume 使用，后续可能会单独介绍它的使用。

Secret

存储敏感信息的配置，供 Volume 使用，后续可能会单独介绍它的使用。

« Velero + Minio 备份与恢复

» VPA