在Kubernetes中存储的生命周期

2 年 ago

逸, 科

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Kubernetes中存储的生命周期

首先

Kubernetes（k8s）是一个帮助部署、扩展和管理容器化应用程序的开源平台。存储对于满足应用程序需求起着重要作用，本文将详细探讨Kubernetes环境下的存储生命周期。

2. Kubernetes存储的基础知识 (Kubernetes de de

2.1. 音量类型

hostPath:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-hostpath
spec:
containers:
– image: busybox
name: test-container
volumeMounts:
– mountPath: /test-hostpath
name: test-volume
volumes:
– name: test-volume
hostPath:
# directory location on host
path: /data
# this field is optional
type: Directory

emptyDir:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-emptydir
spec:
containers:
– image: busybox
name: test-container
volumeMounts:
– mountPath: /cache
name: cache-volume
volumes:
– name: cache-volume
emptyDir: {}

Persistent Volumes:
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: my-pv
spec:
storageClassName: manual
capacity:
storage: 1Gi
accessModes:
– ReadWriteOnce
hostPath:
path: “/mnt/data”

2.2. 访问模式

ReadWriteMany (RWX)

3. Pod和存储的生命周期

当Pod被创建时，Kubernetes需要为其提供适当的存储。本部分将详细介绍不同的存储选项，以及它们与Pod的生命周期的关系。

4. 实际使用场景中的存储用途

如果不需要数据的持续性

emptyDirは、PodがNode上で動作している間だけデータを保持します。Nodeが再起動した場合、データは失われます。

4.2. 如果需要数据的持久性

Persistent Volumes (PV)とPersistent Volume Claims (PVC)を使用します。これらは、Podが削除されてもデータを保持します。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  storageClassName: manual
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

4.3. 在多个Pod之间共享数据

ReadWriteMany (RWX) アクセスモードを持つPVを使用することで、複数のPodから同じストレージを読み書きできます。

5. 存储周期

5.1. 供应

静的プロビジョニング: クラスタ管理者が手動でストレージを作成し、Kubernetesで使用できるようにします。

動的プロビジョニング: StorageClassを使用して、自動的にストレージがプロビジョニングされます。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: standard
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
parameters:
  type: gp2
reclaimPolicy: Retain
mountOptions:
  - debug

5.2. 约束

一旦创建了PVC，Kubernetes将搜索可用的PV并将其绑定到符合要求的PVC上。

5.3.运用

当Pod引用PVC时，该Pod上预定的节点会挂载PV。

5.4. 回收

当Pod或PVC被删除后，PV可进行再利用、回收或永久删除。

7. 各种储存类型的生命周期

hostPath:

マウント: Podがスケジュールされるノードの特定のディレクトリまたはファイルを指定します。Podが起動するとき、指定したディレクトリやファイルはPod内の指定したパスにマウントされます。

アンマウント: Podが削除されると、マウントは解除されますが、hostPathに保存されたデータはそのまま保持されます。

再起動: Podが再度スケジュールされると、以前のデータにアクセスできます。

emptyDir:

マウント: Podがスケジュールされるノードの一時ストレージにemptyDirボリュームが作成されます。Pod内の全てのコンテナが同じemptyDirにアクセスできます。

アンマウント: Podが削除されると、emptyDirに保存されたデータも削除されます。このデータは一時的なものとして扱われるため、Podの削除に伴って永続的に保持されません。

再起動: Podが再起動される際に、新しいemptyDirが作成され、古いデータは利用できません。

Persistent Volumes (PV):

マウント: PVCを使用してPVを要求すると、Podは指定されたPVにアクセスできます。PVは外部ストレージやクラウドストレージとして存在することが多いです。

アンマウント: Podが削除されても、PVに保存されたデータは保持されます。データの保持はpersistentVolumeReclaimPolicyによって制御されます（例: Retain, Delete）。

再起動: Podが再起動された際に、前回と同じPVに再接続され、前回のデータにアクセスできます。

Shared Network File Systems (例: NFS):

マウント: Podが起動すると、指定されたネットワークファイルシステムにマウントされます。

アンマウント: Podが削除されると、マウントは解除されますが、データはネットワークファイルシステム上に保持され続けます。

再起動: Podが再度スケジュールされると、以前のデータにアクセスできます。

複数のPodから同一のPVを参照:

マウント: アクセスモードReadWriteManyをサポートするPVを使用すると、複数のPodから同時にマウントしてアクセスすることができます。

アンマウント: 一つのPodが削除されても、他のPodが同じPVを使用している限り、データは保持されます。

再起動: Podが再起動されても、他のPodと共有している同じPVに接続され、以前のデータにアクセスできます。

通过这些说明，我们可以看出根据Pod的生命周期而变化的存储周期的差别。特别是要理解不同的卷类型在数据持久性和访问模式方面的特性，这对于决定Kubernetes中的数据管理策略非常关键。

尤其是在Kubernetes环境中部署应用程序和服务时，需要根据数据的持久性、高可用性和可扩展性等要求来选择适当的存储解决方案。以下是需要考虑的要点：

データの永続性: データの持続的な保存が必要な場合、PVやネットワークファイルシステムのような永続的なストレージソリューションを選択することが推奨されます。

スケーラビリティ: 大量のデータや高いI/O要求がある場合、スケーラブルなストレージソリューションや高速なストレージバックエンドを持つPVを選択することが有益です。

データ共有: 複数のPod間でデータを共有する必要がある場合、ReadWriteManyアクセスモードをサポートするPVやネットワークファイルシステムを採用することが適切です。

コスト: クラウドベースのストレージソリューションを使用する場合、ストレージ容量やI/O操作のコストを考慮する必要があります。

セキュリティ: データの暗号化やアクセス制御が必要な場合、これらの機能をサポートするストレージソリューションを選択することが重要です。

結論として、Podのライフサイクルとそれに関連するストレージのライフサイクルを理解することは、Kubernetes環境でのアプリケーションの展開と管理において中心的な役割を果たします。適切なストレージソリューションの選択と適切な設定により、アプリケーションは効率的に動作し、データの整合性と可用性も保証されます。

7. 总结

Kubernetes的存储提供了对应用程序数据管理要求灵活且高度可定制的选项。本文提供了关于Kubernetes主要存储选项及其生命周期的深入见解。通过选择适当的存储解决方案，可以最大化应用程序数据的持久性、可用性和可伸缩性。