k8s存储机制全面解析，助你玩转数据管理

2023-03-06 12:14:35

Kubernetes 存储机制：掌控数据存储的世界

摘要

Kubernetes 凭借其作为容器编排领导者的地位，在存储管理方面也提供了强大的功能。其存储机制涵盖了从临时数据存储到持久化存储、从本地存储到云存储的广泛需求，助力企业轻松实现存储需求。本文将深入探讨 Kubernetes 存储机制，揭开其核心概念、存储类型、以及丰富生态系统的面纱。

Kubernetes 的存储类型

Kubernetes 提供了丰富的存储类型，以满足不同的应用场景，其中常用的包括：

emptyDir: 用于临时存储的空目录，是 Pod 内文件的理想存储位置。
hostPath: 将主机目录映射到容器内，方便访问主机数据。
持久化存储卷 (PV) ：如 GCEPersistentDisk、AWSElasticBlockStore、AzureDisk 等，提供持久的存储解决方案，即使 Pod 被删除，数据也会保留。
网络文件系统 (NFS) ：支持在多台主机间共享数据，实现数据协作。
iSCSI ：一种块存储协议，可在远程存储设备上创建虚拟块设备。
分布式文件系统 (GlusterFS) ：在多台服务器间共享数据，提供高可用性和可扩展性。
容器原生存储平台 (Portworx) ：提供高性能、弹性、可扩展的存储解决方案，专为容器而设计。
可扩展存储卷 (FlexVolume) ：允许用户自定义存储插件，扩展存储功能。

PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim

PersistentVolume (PV) 和 PersistentVolumeClaim (PVC) 是 Kubernetes 管理持久化存储的核心概念。PV 代表物理存储卷，而 PVC 代表对存储卷的请求。用户创建 PVC 以声明其对存储空间的需求，管理员创建 PV 以提供存储卷。当 PVC 与 PV 绑定后，PVC 即可访问 PV 中的数据。

StorageClass

StorageClass 是一种存储卷的预定义模板，用于定义存储卷的属性，包括存储类型、访问模式、性能要求等。当用户创建 PVC 时，可选择一个 StorageClass，系统将根据 StorageClass 定义自动创建 PV 并将其绑定到 PVC。

动态供应

动态供应是指 Kubernetes 可以自动创建和管理 PV。当创建 PVC 时，系统会根据 PVC 的 StorageClass 属性自动搜索合适的存储卷。如果找不到合适的存储卷，系统会自动创建新的存储卷。动态供应极大地简化了存储卷管理，用户无需手动创建和管理 PV。

Kubernetes CSI

Kubernetes CSI (Container Storage Interface) 是一种新的存储接口，为存储提供商提供了一个统一的接口，允许他们在 Kubernetes 中注册和管理自己的存储插件。CSI 插件可以提供各种存储服务，如块存储、文件存储、对象存储等。

存储插件

Kubernetes 提供了丰富的存储插件，涵盖了广泛的应用场景。以下是一些常用的存储插件：

GCEPersistentDisk : 用于 Google Cloud Platform 的持久化存储。
AWSElasticBlockStore : 用于 Amazon Web Services 的持久化存储。
AzureDisk : 用于 Microsoft Azure 的持久化存储。
NFS : 用于网络文件系统的插件。
iSCSI : 用于 iSCSI 协议的插件。
GlusterFS : 用于 GlusterFS 分布式文件系统的插件。
Portworx : 用于 Portworx 容器原生存储的插件。
FlexVolume : 用于可扩展存储卷的插件。

代码示例：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec:
  storageClassName: my-storage-class
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  gcePersistentDisk:
    pdName: my-disk
    fsType: ext4

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