k8S 动态持久化nfs mysql k8s持久化存储方案

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mob64ca14079fb3 2023-09-14 20:50:14

文章标签 k8S 动态持久化nfs mysql 云原生 Pod 数据 sed 文章分类 MySQL 数据库

【云原生】K8S 相关知识点整理 -- 持久化存储

在 K8S 中部署的应用都是以 Pod 容器的形式运行的，若部署 MySQL、Redis 等数据库，需要对这些数据库产生的数据做备份；因为 Pod 是有生命周期的，若 Pod 不挂载数据卷，那么 Pod 被删除或重启后这些数据会随之消失，如果想要长久的保留这些数据就需要进行 Pod 数据持久化存储；
【1】K8S 持久化存储类型

【1.1】emptyDir
emptyDir 类型的 Volume 在 Pod 分配到 Node 上时被创建，K8S 会在 Node 上自动分配一个目录，因此无需指定宿主机 Node 上对应的目录文件；该目录的初始内容为空，当 Pod 从 Node 上移除时，emptyDir 中的数据会被永久删除；
emptyDir Volume 主要用于某些应用程序无需永久保存的临时目录，多个容器的共享目录等；

【1.2】hostPath
hostPath Volume 是指 Pod 挂载宿主机上的目录或文件；hostPath Volume 使得容器可以使用宿主机的文件系统进行存储，hostpath (宿主机路径) 节点级别的存储卷，在 Pod 被删除时，该存储卷还是存在的，不会被删除，所以只要是同一个节点上的同一个 Pod，若该 Pod 被删除并重新被调度到该节点之后，对应的数据依然是存在的；
hostpath 存储卷缺点，单节点，Pod 删除之后重新创建必须调度到同一个 Node 节点，数据才不会丢失；

【1.3】PersistentVolumeClaim (PVC)
【1.3.1】K8S PV 简介
PersistentVolume (PV) 是群集中的一块存储，由管理员配置或使用存储类动态配置；PV 是集群中的资源，PV 是容量插件，其生命周期独立于使用 PV 的任何单个 Pod；

【1.3.2】K8S PVC 简介
PersistentVolumeClaim (PVC) 是一个持久化存储卷，在创建 Pod 时可以定义该类型的存储卷，其类似于一个 Pod，Pod 消耗节点资源，PVC 消耗 PV 资源；Pod 可以请求特定级别的资源 (CPU 和内存)，PVC 在申请 PV 时也可以请求特定的大小和访问模式 (例如,可以一次读写或多次只读)；

两者间的关系可以总结为，PV 是群集中的资源，PVC 是对这些资源的请求；

【1.3.3】K8S PVC 和 PV 工作原理

(1) PV 的供应方式

静态方式，集群管理员创建许多个 PV，它们包含可供群集用户使用的实际存储的详细信息，存在于 Kubernetes API 中，可供使用；
动态方式，当管理员创建的静态 PV 都不匹配用户的 PersistentVolumeClaim (PVC) 时，群集可能会尝试为 PVC 专门动态配置卷，此配置基于 StorageClasses，PVC 必须请求存储类，管理员必须创建并配置该类，以便进行动态配置；

(2) 绑定

用户创建 PVC 并指定需要的资源和访问模式，在找到可用 PV 之前，PVC 会保持未绑定状态；

(3) 使用

a) 需要找一个存储服务器，把它划分成多个存储空间；
b) K8S 管理员可以把这些存储空间定义成多个 PV；
c) 在 Pod 中使用 PVC 类型的存储卷之前需要先创建 PVC，通过定义需要使用的 PV 的大小和对应的访问模式，找到合适的 PV；
d) PVC 被创建之后，就可以当作存储卷使用，在定义 Pod 时就可以使用该 PVC 的存储卷；
e) PVC 和 PV 是一一对应的关系，PV 若被 PVC 绑定，就不能被其他 PVC 使用；
f) 在创建 PVC 时，应该确保和 PV 能绑定，如果没有合适的 PV，那么 PVC 就会处于 pending 状态；

(4) 回收策略

当创建 Pod 时若使用 PVC 做为存储卷，那么它会和 PV 绑定，当删除 Pod，PVC 和 PV 的绑定就会解除，解除之后和 PVC 绑定的 PV 卷里的数据可以保留，回收或删除；
回收策略如下

1、Retain

当删除 PVC 时，PV 仍然存在，处于 released 状态，但是它不能被其他 PVC 绑定使用，里面的数据还是存在的，当下次再使用的时候，数据还是存在的，这个是默认的回收策略

2、Delete

删除 PVC 时即会从 K8S 中移除 PV，也会从相关的外部设施中删除存储数据

注，使用 PVC 和 PV 的注意事项

1、每次创建 PVC 时，需要事先划分好 PV，或者在创建 PVC 时直接动态创建一个 PV 存储类
2、PVC 和 PV 绑定，如果使用默认的回收策略 retain，那么删除 PVC 之后，PV 会处于 released 状态，当继续使用该 PV 时，需要手动删除 PV (kubectl delete pv pv_name，删除 PV，不会删除 PV 里的数据)，当重新创建 PVC 时还会和该最匹配的 PV 绑定，数据还是原来数据，不会丢失；

【1.4】StorageClass
K8S 提供的一种自动创建 PV 的机制，其可以作为创建 PV 的模板，K8S 集群管理员通过创建 StorageClass 可以动态生成一个存储卷 PV 供 K8S PVC 使用；
StorageClass 定义分为两部分