Kubernetes学习笔记之数据存储

前面已经介绍过，有些应用如果意外宕机，Kubernetes会将应用自动重启的机制，如rc、Deployment等，但是重启的Pod如何保证数据一致呢，这里就需要借助kubernetes的多种存储，例如ConfigMap(专门用来存储配置文件，就像配置文件中心）、Secret(存储一些需要加密的数据)、Volumn（用来存储一些数据）、PV（Persistent Volumn，一个动态的存储）。

ConfigMap

ConfigMap功能在Kubernetes1.2版本中引入，许多应用程序会从配置文件、命令行参数或者环境变量中读取配置信息。ConfigMap API给我们提供了向容器中注入配置信息的机制，ConfigMap可以被用来保存单个属性，也可以用来保存整个配置文件或者JSON二进制对象。

创建一个ConfigMap

ConfigMap可以使用目录创建、使用文件创建、使用字面值创建。

  • 使用目录创建
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# ls ./configmap
a.properties
b.properties

# cat a.properties
a1=a1
a2=a2

# cat b.properties
b1=b1
b2=b2

# kubectl create configmap my-config --from-file=./configmap

-from-file指定在目录下的所有文件都会在ConfigMap里面创建一个键值对，键的名字就是文件名，值就是文件的内容 *

  • 使用文件创建

只要指定一个文件就可以从单个文件中创建ConfigMap

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# kubectl create configmap my-config --from-file=./configmap/a.properties

-from-file这个参数可以使用多次，你可以使用两次分别指定上个例子中的那两个配置文件，效果就跟指定整个目录是一样的。

  • 使用字面值创建

使用字面值创建，利用-from-litteral参数传递配置信息，该参数可以使用多次，格式如下

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# kubectl create configmap my-config --from-literal=log.level=warn

Pod中使用ComfigMap

  • 使用ConfigMap来代替环境变量
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# vim configmap-env.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
    name: special-config
    namespace: default
data:
    special.how: very
    special.type: charm
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
    name: env-config
    namespace: default
data:
    log_level: INFO
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
    name: configmap-test
spec:
    containers:
    - name: configmap-test
      image: tomcat
      command: ["/bin/sh","-c","env"]
      env:
      - name: SPECIAL_LEVLE_KEY
        valueFrom:
            configMapKeyRef:
                name: special-config
                key: special.how
      - name: SPECIAL_TYPE_KEY
        valueFrom:
            configMapKeyRef:
                name: special-config
                key: special.type
      envFrom:
          - configMapRef:
              name: env-config
    restartPolicy: Never

# kubectl get cm
NAME             DATA   AGE
env-config       1      3m24s
special-config   2      3m24s
# kubectl get pod
NAME             READY   STATUS      RESTARTS   AGE
configmap-test   0/1     Completed   0          3m27s
# kubectl log configmap-test
log_level=INFO
SPECIAL_TYPE_KEY=charm
SPECIAL_LEVLE_KEY=very
  • 通过数据卷插件来使用ConfigMap
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# vim configmap-volumn.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
    name: special-config
    namespace: default
data:
    special.how: very
    special.type: charm
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
    name: configmap-volumn
spec:
    containers:
    - name: configmap-volumn-test
      image: tomcat
      command: ["/bin/sh","-c","sleep 6000s"]
      volumeMounts:
      - name: config-volumn
        mountPath: /etc/config
    volumes:
    - name: config-volumn
      configMap:
          name: special-config
    restartPolicy: Never

# kubectl exec configmap-volumn -it -- /bin/bash
root@configmap-volumn:/etc/config# ls /etc/config
special.how  special.type
root@configmap-volumn:/etc/config# cat /etc/config/special.how
very

Secret

Secret解决了密码、token、密钥等敏感数据的配置，而不需要把这些敏感数据暴露到镜像或者Pod Spec中。

Secret可以以Volumn或者环境变量的方式使用

Secret有三种类型：

  • Service Account：用来访问Kubernetes API，由Kubernetes自动创建，并且会自动挂载到Pod的/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount目录中；
  • Opaque：base64编码格式的Secret，用来存储密码、密钥等；
  • kubernetes.io/dockerconfigjson:用来存储私有docker registry的认证信息。

这里我们仅了解Opaque Secret，其他两种Secret暂时不做深究

Opaque Secret

  • 创建及使用

Opaque类型的数据是一个map类型，要求value是base64编码格式：

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# echo -n "admin"|base64
YWRtaW4=
# echo -n "guoyuan_password"|base64
Z3VveXVhbl9wYXNzd29yZA==

# vim secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
    name: mysecret
type: Opaque
data:
    username: YWRtaW4=
    password: Z3VveXVhbl9wYXNzd29yZA==
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
    name: secret-test
spec:
    volumes:
    - name: secrets
      secret:
          secretName: mysecret
    containers:
    - image: tomcat
      name: db
      volumeMounts:
      - name: secrets
        mountPath: "/etc/secrets"
        readOnly: true

#kubectl exec secret-test -it -- /bin/bash
root@secret-test:/usr/local/tomcat# cat /etc/secrets/username
admin
root@secret-test:/usr/local/tomcat# cat /etc/secrets/password
guoyuan_password

Volumn 卷

容器磁盘上的文件的生命周期是短暂的，这就使得在容器中运行重要应用时会出现一些问题。首先，当容器崩溃时，Kubelet会重启它，但是容器中的文件将丢失–容器以干净的状态（镜像最初的状态）重新启动。其次，在Pod中同时运行多个容器时，这些容器之间通常需要共享文件。Kubernetes中的Volumn抽象就很好的解决了这些问题。目前，Kubernetes支持多种类型的Volumn，例如GlusterFs、Ceph等先进的分布式文件系统。

Volumn的使用也比较简单，在大多数情况下，我们现在Pod上声明一个Volumn，然后在容器里引用该Volumn并Mount到容器里的某个目录上。举例来说，我们要给之前Tomcat Pod增加一个名字为dataVol的Volumn，并且Mount到容器的/mydata-data目录下，则只要对Pod的定义文件做如下修改即可

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spec:
    volumns:
    - name: datavol
      emptyDir: {}
    containers:
    - name: tomcat
      iamge: tomcat
      volumeMounts:
      - mountPath: /mydata-data
        name: datavol

上面例子中emptyDir是Volumn的一种类型，Kubernets提供了丰富的Volumn类型。

emptyDir

一个emptyDir Volumn是在Pod分配到Node时创建的，从它的名字可以看出，他的初始化内容为空，并且无需指定宿主机上对应的目录文件，因为这是Kubernetes自动分配的一个目录，当Pod从Node上移除时，emptyDir中的数据也会被永久删除。

hostPath

hostPath为在Pod上挂载宿主机上的文件或目录。在下面的例子中使用宿主机的/data定义了一个hostPath类型的Volumn:

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volumes:
- name: "persistent-storage"
  hostPath:
     path: "/data"

Persistent Volumn

之前我们提到的Volumn是定义在Pod上的，属于“计算资源”的一部分，而实际上，“网络存储”是相对独立于“计算资源”而存在的一种实体资源。比如在使用虚拟机的情况下，我们通常会先定义一个网络存储，然后从中划出一个“网盘”并挂在到虚拟机上。Persistent Volumn（简称PV)和与之关联的Persistent Volumn Clain（简称PVC）也起到了类似的作用。

PV可以理解成Kubernetes集群中的某个网络存储中对应的一块存储，它与Volumn很类似，但有以下区别。

  • PV只能是网络存储，不属于任何Node，但可以在每个Node上访问。
  • PV并不是定义在Pod上的，而是独立于Pod之外定义。
  • PV目前只有一种类型：GCE Persistent Disks、NFS、RBD、iSCSCI、AWS ElasticBlockStore、CluserFS等。

下面给出了NFS类型PV的一个yaml定义声明，声明了需要5Gi的存储空间：

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apiVersion: v1
kind: PersistentVolumn
metadata:
    name: pv0003
spec:
    capacity:
        storage: 5Gi
    accessModes:
    - ReadWriteOnce
    nfs:
        path: /somepath
        server: 172.17.0.2

如果某个Pod想申请某种条件的PV，则首先需要定义一个PersistentVolumnClaim(PVC)对象：

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kind: PersistentVolumnClaim
apiVersion: v1
metadata:
    name: myclaim
spec:
    accessModes:
    - ReadWriteOnce
    resources:
        requests:
            storage: 8Gi

然后在Pod的Volumn定义中引用上述PVC即可：

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volumes:
- name: mypd
  persistentVolumeClaim:
    claimName: myclaim

– 引用自知乎一起学习k8s

赏

谢谢你请我吃糖果

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    缺失模块。
    1、请确保node版本大于6.2
    2、在博客根目录（注意不是yilia根目录）执行以下命令：
    npm i hexo-generator-json-content --save

    3、在根目录_config.yml里添加配置： 

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