PersistentVolume

PersistentVolume

1. PV概述

PersistentVolume（简称PV）是 Volume 之类的卷插件，也是集群中的资源，但独立于Pod的生命周期（即不会因Pod删除而被删除），不归属于某个Namespace。

2. PV和PVC的生命周期

2.1. 配置（Provision）

有两种方式来配置 PV：静态或动态。

1、静态

手动创建PV，可供k8s集群中的对象消费。

2、动态

可以通过StorageClass和具体的Provisioner（例如nfs-client-provisioner）来动态地创建和删除PV。

2.2. 绑定

在动态配置的情况下，用户创建了特定的PVC，k8s会监听新的PVC，并寻找匹配的PV绑定。一旦绑定后，这种绑定是排他性的，PVC和PV的绑定是一对一的映射。

2.3. 使用

Pod 使用PVC作为卷。集群检查PVC以查找绑定的卷并为集群挂载该卷。用户通过在 Pod 的 volume 配置中包含 persistentVolumeClaim 来调度 Pod 并访问用户声明的 PV。

2.4. 回收

PV的回收策略可以设定PVC在释放后如何处理对应的Volume，目前有 Retained， Recycled和Deleted三种策略。

1、保留（Retain）

保留策略允许手动回收资源，当删除PVC的时候，PV仍然存在，可以通过以下步骤回收卷：

删除PV
手动清理外部存储的数据资源
手动删除或重新使用关联的存储资产

2、回收（Resycle）

该策略已废弃，推荐使用dynamic provisioning

回收策略会在 volume上执行基本擦除（rm -rf / thevolume / *），可被再次声明使用。

3、删除（Delete）

删除策略，当发生删除操作的时候，会从k8s集群中删除PV对象，并执行外部存储资源的删除操作（根据不同的provisioner定义的删除逻辑不同，有的是重命名）。

动态配置的卷继承其StorageClass的回收策略，默认为Delete，即当用户删除PVC的时候，会自动执行PV的删除策略。

如果要修改PV的回收策略，可执行以下命令：

# Get pv 
kubectl get pv
# Change policy to Retaion
kubectl patch pv <pv_name> -p ‘{“spec”:{“persistentVolumeReclaimPolicy”:“Retain”}}’

3. PV的类型

PersistentVolume 类型以插件形式实现。以下仅列部分常用类型：

GCEPersistentDisk
AWSElasticBlockStore
NFS
RBD (Ceph Block Device)
CephFS
Glusterfs

4. PV的属性

每个PV 配置中都包含一个 sepc规格字段和一个 status 卷状态字段。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  annotations:
    pv.kubernetes.io/provisioned-by: fuseim.pri/ifs
  creationTimestamp: 2018-07-12T06:46:48Z
  name: default-test-web-0-pvc-58cf5ec1-859f-11e8-bb61-005056b83985
  resourceVersion: "100163256"
  selfLink: /api/v1/persistentvolumes/default-test-web-0-pvc-58cf5ec1-859f-11e8-bb61-005056b83985
  uid: 59796ba3-859f-11e8-9c50-c81f66bcff65
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  capacity:
    storage: 2Gi
  volumeMode: Filesystem  
  claimRef:
    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolumeClaim
    name: test-web-0
    namespace: default
    resourceVersion: "100163248"
    uid: 58cf5ec1-859f-11e8-bb61-005056b83985
  nfs:
    path: /data/nfs-storage/default-test-web-0-pvc-58cf5ec1-859f-11e8-bb61-005056b83985
    server: 172.16.201.54
  persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
  storageClassName: managed-nfs-storage
  mountOptions:
    - hard
    - nfsvers=4.1
status:
  phase: Bound

4.1. Capacity

给PV设置特定的存储容量，更多 capacity 可参考Kubernetes 资源模型。

4.2. Volume Mode

volumeMode 的有效值可以是Filesystem或Block。如果未指定，volumeMode 将默认为Filesystem。

4.3. Access Modes

访问模式包括：

ReadWriteOnce——该卷可以被单个节点以读/写模式挂载
ReadOnlyMany——该卷可以被多个节点以只读模式挂载
ReadWriteMany——该卷可以被多个节点以读/写模式挂载

在命令行中，访问模式缩写为：

RWO - ReadWriteOnce
ROX - ReadOnlyMany
RWX - ReadWriteMany

一个卷一次只能使用一种访问模式挂载，即使它支持很多访问模式。

以下只列举部分常用插件：

Volume 插件	ReadWriteOnce	ReadOnlyMany	ReadWriteMany
AWSElasticBlockStore	✓	-	-
CephFS	✓	✓	✓
GCEPersistentDisk	✓	✓	-
Glusterfs	✓	✓	✓
HostPath	✓	-	-
NFS	✓	✓	✓
RBD	✓	✓	-
…			-

4.4. Class

PV可以指定一个StorageClass来动态绑定PV和PVC，其中通过 storageClassName 属性来指定具体的StorageClass，如果没有指定该属性的PV，它只能绑定到不需要特定类的 PVC。

4.5. Reclaim Policy

回收策略包括：

Retain（保留）——手动回收
Recycle（回收）——基本擦除（rm -rf /thevolume/*）
Delete（删除）——关联的存储资产（例如 AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 OpenStack Cinder 卷）将被删除

当前，只有 NFS 和 HostPath 支持回收策略。AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 Cinder 卷支持删除策略。

4.6. Mount Options

Kubernetes 管理员可以指定在节点上为挂载持久卷指定挂载选项。

注意：不是所有的持久化卷类型都支持挂载选项。

支持挂载选项常用的类型有：

GCEPersistentDisk
AWSElasticBlockStore
AzureFile
AzureDisk
NFS
RBD （Ceph Block Device）
CephFS
Cinder （OpenStack 卷存储）
Glusterfs

4.7. Phase

PV可以处于以下的某种状态：

Available（可用）——一块空闲资源还没有被任何声明绑定
Bound（已绑定）——卷已经被声明绑定
Released（已释放）——声明被删除，但是资源还未被集群重新声明
Failed（失败）——该卷的自动回收失败

命令行会显示绑定到 PV 的 PVC 的名称。

参考文章：

Persistent Volume