深入浅出，全方位了解 Kubernetes 存储机制
2024-01-22 06:46:02
Kubernetes 作为当下炙手可热的容器编排系统，其存储机制也日趋完善，为用户提供了丰富的存储选项和灵活的管理方式。本文将带领读者深入浅出地了解 Kubernetes 存储机制，从 CSI（容器存储接口）的引入和演变开始，到各种卷类型、持久卷、存储类、动态卷供应、卷快照等概念的全面解读，帮助读者掌握 Kubernetes 存储机制的方方面面。
Kubernetes 存储机制演进
在 Kubernetes 1.9 版本之前，存储系统与 Kubernetes 集群的集成通常通过编写 kubelet 插件的方式实现。这种方式存在着诸多弊端，例如存储系统与 Kubernetes 代码耦合度高、扩展性差、难以维护等。
为了解决这些问题，Kubernetes 社区在 1.9 版本中引入了 CSI（容器存储接口），作为在 Kubernetes 和外部存储系统之间建立标准接口的一套规范。CSI 定义了一系列通用的 API 和接口，使得存储系统可以以统一的方式与 Kubernetes 集群集成。
CSI 的引入带来了诸多好处，例如：
- 解耦存储系统与 Kubernetes 代码，提高了系统的可维护性和扩展性。
- 提供了统一的 API 和接口，使存储系统可以更轻松地与 Kubernetes 集群集成。
- 促进了存储系统供应商之间的竞争，为用户提供了更多选择。
Kubernetes 卷类型
在 Kubernetes 中，存储卷是存储资源的抽象，用于为 Pod 提供存储空间。Kubernetes 支持多种类型的卷，包括：
- 空卷（EmptyDir） ：空卷是一种临时卷，Pod 终止后数据将被删除。
- 主机路径卷（HostPath） ：主机路径卷允许 Pod 直接访问主机上的文件系统。
- 持久卷（PersistentVolume） ：持久卷是一种持久化存储卷，Pod 终止后数据仍将保留。
- 网络文件系统卷（NFS） ：NFS 卷允许 Pod 访问 NFS 共享。
- CephFS 卷 ：CephFS 卷允许 Pod 访问 Ceph 文件系统。
- GlusterFS 卷 ：GlusterFS 卷允许 Pod 访问 GlusterFS 文件系统。
Kubernetes 持久卷
持久卷（PersistentVolume，PV）是一种持久化存储卷，Pod 终止后数据仍将保留。PV 可以由管理员手动创建，也可以通过存储类（StorageClass）自动创建。
PV 的主要属性包括：
- 容量（Capacity） ：PV 的存储容量。
- 访问模式（Access Modes） ：PV 的访问模式，可以是 ReadWriteOnce、ReadWriteMany 或 ReadOnlyMany。
- 存储类（StorageClass） ：PV 所属的存储类。
- 卷绑定（Volume Binding） ：PV 与 Pod 之间的绑定关系。
Kubernetes 存储类
存储类（StorageClass）是一种存储策略，用于定义如何创建和管理 PV。存储类包含以下属性：
- 名称（Name） ：存储类的名称。
- 卷类型（Volume Type） ：存储类的卷类型，可以是空卷、主机路径卷、持久卷等。
- 供应商（Provisioner） ：存储类的供应程序，用于创建和管理 PV。
- 参数（Parameters） ：存储类的参数，用于配置供应程序。
Kubernetes 动态卷供应
动态卷供应是一种自动化创建和管理 PV 的方式。在动态卷供应模式下，当 Pod 需要存储卷时，Kubernetes 会自动创建一个 PV 并将其绑定到 Pod。
动态卷供应依赖于存储类的供应程序。供应程序负责创建和管理 PV。当 Kubernetes 需要创建 PV 时，它会调用供应程序的 API 来完成创建工作。
Kubernetes 卷快照
卷快照（Volume Snapshot）是一种对卷的只读副本。卷快照可以用于备份数据、克隆卷或创建新的卷。
Kubernetes 支持两种类型的卷快照：
- 本地卷快照（Local Volume Snapshot） ：本地卷快照只能在创建它的节点上使用。
- 共享卷快照（Shared Volume Snapshot） ：共享卷快照可以在集群中的任何节点上使用。
结语
Kubernetes 存储机制提供了丰富的存储选项和灵活的管理方式，可以满足各种应用场景的需求。本文对 Kubernetes 存储机制进行了全面的介绍，涵盖了 CSI 的引入和演变、各种卷类型、持久卷、存储类、动态卷供应、卷快照等概念。希望本文能帮助读者深入了解 Kubernetes 存储机制，并将其应用到实际生产环境中。
