NFS存储
更新于：2024年3月8日
NFS存储
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[TOC]
1、NFS 共享存储
前面我们学习了 hostPath 与 Local PV 两种本地存储方式，但是平时我们的应用更多的是无状态服务，可能会同时发布在不同的节点上，这个时候本地存储就不适用了，往往就需要使用到共享存储了，比如最简单常用的网络共享存储 NFS，本节课我们就来介绍下如何在 Kubernetes 下面使用 NFS 共享存储。
NFS卷：提供对NFS挂载支持，可以自动将NFS共享路径挂载到Pod中
NFS：是一个主流的文件共享服务器。
2、原理
我们只是在 volumes 中指定了我们上面创建的 PVC 对象，当这个 Pod 被创建之后， kubelet 就会把这个 PVC 对应的这个 NFS 类型的 Volume（PV）挂载到这个 Pod 容器中的目录中去。前面我们也提到了这样的话对于普通用户来说完全就不用关心后面的具体存储在 NFS 还是 Ceph 或者其他了，只需要直接使用 PVC 就可以了，因为真正的存储是需要很多相关的专业知识的，这样就完全职责分离解耦了。
普通用户直接使用 PVC 没有问题， 但是也会出现一个问题**，那就是当普通用户创建一个 PVC 对象的时候，这个时候系统里面并没有合适的 PV 来(或者没有默认的stora)和它进行绑定，因为 PV 大多数情况下是管理员给我们创建的，这个时候启动 Pod 肯定就会失败了**，如果现在管理员如果去创建一个对应的 PV 的话，PVC 和 PV 当然就可以绑定了，然后 Pod 也会自动的启动成功，这是因为在 Kubernetes 中有一个专门处理持久化存储的控制器 Volume Controller，这个控制器下面有很多个控制循环，其中一个就是用于 PV 和 PVC 绑定的 PersistentVolumeController。
PersistentVolumeController 会不断地循环去查看每一个 PVC，是不是已经处于 Bound（已绑定）状态。如果不是，那它就会遍历所有的、可用的 PV，并尝试将其与未绑定的 PVC 进行绑定，这样，Kubernetes 就可以保证用户提交的每一个 PVC，只要有合适的 PV 出现，它就能够很快进入绑定状态。而所谓将一个 PV 与 PVC 进行绑定，其实就是将这个 PV 对象的名字，填在了 PVC 对象的 spec.volumeName 字段上。
PV 和 PVC 绑定上了，那么又是如何将容器里面的数据进行持久化的呢，我们知道 Docker 的 Volume 挂载其实就是将一个宿主机上的目录和一个容器里的目录绑定挂载在了一起，具有持久化功能当然就是指的宿主机上面的这个目录了，当容器被删除或者在其他节点上重建出来以后，这个目录里面的内容依然存在，所以一般情况下实现持久化是需要一个远程存储的，比如 NFS、Ceph 或者云厂商提供的磁盘等等。所以接下来需要做的就是持久化宿主机目录这个过程。
当 Pod 被调度到一个节点上后，节点上的 kubelet 组件就会为这个 Pod 创建它 的 Volume 目录，默认情况下 kubelet 为 Volume 创建的目录在 kubelet 工作目录下面：
/var/lib/kubelet/pods/<Pod的ID>/volumes/kubernetes.io~<Volume类型>/<Volume名字>
比如上面我们创建的 Pod 对应的 Volume 目录完整路径为：
/var/lib/kubelet/pods/effdc8a1-1981-4a26-924a-c62a246a5865/volumes/kubernetes.io~nfs/pvc-af1b2b91-38b6-4bf0-99f1-cc2fa4fb2d92/
提示
要获取 Pod 的唯一标识 uid:
方法1：可通过命令 `kubectl get pod pod名 -o jsonpath={.metadata.uid}` 获取。
[root@master1 pods]#kubectl get po nfs-sc-pod -o jsonpath={.metadata.uid}
effdc8a1-1981-4a26-924a-c62a246a5865
方法2：可直接导出pod的yaml并用grep筛选。
[root@master1 pods]#kubectl get po nfs-sc-pod -oyaml|grep uid
uid: effdc8a1-1981-4a26-924a-c62a246a5865
然后就需要根据我们的 Volume 类型来决定需要做什么操作了，假如后端存储使用的 Ceph RBD，那么 kubelet 就需要先将 Ceph 提供的 RBD 挂载到 Pod 所在的宿主机上面，这个阶段在 Kubernetes 中被称为 Attach 阶段。Attach 阶段完成后，为了能够使用这个块设备，kubelet 还要进行第二个操作，即：格式化这个块设备，然后将它挂载到宿主机指定的挂载点上。这个挂载点，也就是上面我们提到的 Volume 的宿主机的目录。将块设备格式化并挂载到 Volume 宿主机目录的操作，在 Kubernetes 中被称为 Mount 阶段。但是对于我们这里使用的 NFS 就更加简单了， 因为 NFS 存储并没有一个设备需要挂载到宿主机上面，所以这个时候 kubelet 就会直接进入第二个 Mount 阶段，相当于直接在宿主机上面执行如下的命令：
mount -t nfs 172.29.9.51:/var/lib/k8s/data/ /var/lib/kubelet/pods/effdc8a1-1981-4a26-924a-c62a246a5865/volumes/kubernetes.io~nfs/pvc-af1b2b91-38b6-4bf0-99f1-cc2fa4fb2d92/
同样可以在测试的 Pod 所在节点查看 Volume 的挂载信息：
[root@node1 ~]#findmnt /var/lib/kubelet/pods/effdc8a1-1981-4a26-924a-c62a246a5865/volumes/kubernetes.io~nfs/pvc-af1b2b91-38b6-4bf0-99f1-cc2fa4fb2d92/
TARGET SOURCE FSTYPE OPTIONS
/var/lib/kubelet/pods/effdc8a1-1981-4a26-924a-c62a246a5865/volumes/kubernetes.io~nfs/pvc-af1b2b91-38b6-4bf0-99f1-cc2fa4fb2d92
172.29.9.51:/var/lib/k8s/data/default-nfs-sc-pvc-pvc-af1b2b91-38b6-4bf0-99f1-cc2fa4fb2d92
我们可以看到这个 Volume 被挂载到了 NFS（172.29.9.51:/var/lib/k8s/data/）下面，以后我们在这个目录里写入的所有文件，都会被保存在远程 NFS 服务器上。
这样在经过了上面的阶段过后，我们就得到了一个持久化的宿主机上面的 Volume 目录了，接下来 kubelet 只需要把这个 Volume 目录挂载到容器中对应的目录即可，这样就可以为 Pod 里的容器挂载这个持久化的 Volume 了，这一步其实也就相当于执行了如下所示的命令：
# docker 或者 nerdctl
docker run -v /var/lib/kubelet/pods/<Pod的ID>/volumes/kubernetes.io~<Volume类型>/<Volume名字>:/<容器内的目标目录> 我的镜像 ...
整个存储的架构可以用下图来说明： 
- PV Controller：负责 PV/PVC 的绑定，并根据需求进行数据卷的 Provision/Delete 操作
- AD Controller：负责存储设备的 Attach/Detach 操作，将设备挂载到目标节点
- Volume Manager：管理卷的 Mount/Unmount 操作、卷设备的格式化等操作
- Volume Plugin：扩展各种存储类型的卷管理能力，实现第三方存储的各种操作能力和 Kubernetes 存储系统结合
我们上面使用的 NFS 就属于 In-Tree 这种方式，In-Tree 就是在 Kubernetes 源码内部实现的，和 Kubernetes 一起发布、管理的 ，但是更新迭代慢、灵活性比较差，另外一种方式 Out-Of-Tree 是独立于 Kubernetes 的，目前主要有 CSI 和 FlexVolume 两种机制，开发者可以根据自己的存储类型实现不同的存储插件接入到 Kubernetes 中去，其中 CSI 是现在也是以后主流的方式，接下来我们会主要介绍 CSI 这种存储插件的使用。
3、安装
4、使用
💘 实战：nfs共享存储测试，未使用到pv/pvc(测试成功)-2022.8.13
🍀 创建deployment的yaml并修改
注意：这里在deployment.yaml中修改下nfs字段，工作中一般不这么使用，而是直接使用pv,pvc的，本次实验让你知道下pod之间共享数据的网络存储卷nfs解决方法。
[root@k8s-master ~]#vim nfs.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: web2
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
volumeMounts:
- name: wwwroot
mountPath: /usr/share/nginx/html
ports:
- containerPort: 80
volumes: # 数据卷来源
- name: wwwroot
nfs:
server: 172.29.9.33
path: /ifs/kubernetes
🍀 apply下nfs.yaml并查看
[root@k8s-master ~]#kubectl apply -f nfs.yaml
deployment.apps/web2 created
#暴露deployment web2
[root@k8s-master ~]#kubectl expose deployment web2 --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
service/web2 exposed
#查看
[root@k8s-master ~]#kubectl get pod,svc
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/web2-7d7fc87d85-9lszr 1/1 Running 0 7m51s
pod/web2-7d7fc87d85-b4pbr 1/1 Running 0 7m51s
pod/web2-7d7fc87d85-w4xll 1/1 Running 0 7m51s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 26d
service/web2 NodePort 10.103.200.91 <none> 80:32359/TCP 13m
[root@k8s-master ~]#
🍀 验证效果
注意：此时通过浏览器访问报错了
403一般是权限类的错误：
[root@k8s-master ~]#kubectl get pod,svc
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/web2-7d7fc87d85-9lszr 1/1 Running 0 11m
pod/web2-7d7fc87d85-b4pbr 1/1 Running 0 11m
pod/web2-7d7fc87d85-w4xll 1/1 Running 0 11m
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 26d
service/web2 NodePort 10.103.200.91 <none> 80:32359/TCP 16m
[root@k8s-master ~]#kubectl exec -it web2-7d7fc87d85-9lszr -- bash #进入到容器查看
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/# cd /usr/share/nginx/html/
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html# ls
1.txt 2.txt
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html#
#因为这个nginx的主目录是从nfs直接挂载的，且nfs目录下没有相应的index.html文件，所以这里当然报错了；
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
overlay overlay 17G 6.5G 11G 38% /
tmpfs tmpfs 64M 0 64M 0% /dev
tmpfs tmpfs 910M 0 910M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root xfs 17G 6.5G 11G 38% /etc/hosts
shm tmpfs 64M 0 64M 0% /dev/shm
172.29.9.33:/ifs/kubernetes nfs4 17G 6.8G 11G 40% /usr/share/nginx/html #挂载目录
tmpfs tmpfs 910M 12K 910M 1% /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
tmpfs tmpfs 910M 0 910M 0% /proc/acpi
tmpfs tmpfs 910M 0 910M 0% /proc/scsi
tmpfs tmpfs 910M 0 910M 0% /sys/firmware
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html#
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html# pwd
/usr/share/nginx/html
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html# ls #且nfs目录下没有相应的index.html文件
1.txt 2.txt
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html#
#因此这里手动创建一个index.html文件进行测试：
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html# echo "<h1>i miss you</h1>" > index.html
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html# ls
1.txt 2.txt index.html
root@web2-7d7fc87d85-9lszr:/usr/share/nginx/html#
#nfs服务端挂载目录下也会出现这个文件：
[root@k8s-node2 ~]#ls /ifs/kubernetes/
1.txt 2.txt index.html
[root@k8s-node2 ~]#
#其他2个容器下也是有的，因为用一个pod下各个容器之间是共享一切的；
[root@k8s-master ~]#kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
web2-7d7fc87d85-9lszr 1/1 Running 0 21m
web2-7d7fc87d85-b4pbr 1/1 Running 0 21m
web2-7d7fc87d85-w4xll 1/1 Running 0 21m
[root@k8s-master ~]#kubectl exec -it web2-7d7fc87d85-b4pbr -- bash
root@web2-7d7fc87d85-b4pbr:/# ls /usr/share/nginx/html/
1.txt 2.txt index.html #该index.html 文件存在
root@web2-7d7fc87d85-b4pbr:/#
index.html文件创建好后，再次到浏览器上测试：=>此时已经符合预期实验效果了。
即，可以通过3个节点的nodeip:port均可以访问这个nginx服务；
实验结束，完美。😘
💘 实战：nfs共享存储测试，有使用到pv/pvc(测试成功)-2022.8.13
上面已经安装好了nfs服务，也测试过k8s节点是可以正常访问nfs服务的；
前面我们已经了解到了 PV、PVC、StorgeClass 的使用，那么我们的 NFS 又应该如何在 Kubernetes 中使用呢？
🍀 创建pv.yaml，p
同样创建一个如下所示 nfs 类型的 PV 资源对象：
# 01-nfs-volume.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: nfs-pv
spec:
storageClassName: manual
capacity:
storage: 1Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
nfs:
path: /var/lib/k8s/data/ # 指定nfs的挂载点
server: 172.29.9.51 # 指定nfs服务地址
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: nfs-pvc
spec:
storageClassName: manual
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Gi
🍀 我们知道用户真正使用的是 PVC，而要使用 PVC 的前提就是必须要先和某个符合条件的 PV 进行一一绑定，比如存储容器、访问模式，以及 PV 和 PVC 的 storageClassName 字段必须一样，这样才能够进行绑定，当 PVC 和 PV 绑定成功后就可以直接使用这个 PVC 对象了：
# 02-nfs-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-volumes
spec:
volumes:
- name: nfs
persistentVolumeClaim:
claimName: nfs-pvc
containers:
- name: web
image: nginx
ports:
- name: web
containerPort: 80
volumeMounts:
- name: nfs
subPath: test-volumes #注意 ：这个就是在nfs目录会创建有一个子目录`test-volumes`
mountPath: "/usr/share/nginx/html"
🍀 直接创建上面的资源对象即可：
$kubectl apply -f 01-nfs-volume.yaml
persistentvolume/nfs-pv created
persistentvolumeclaim/nfs-pvc created
$kubectl apply -f 02-nfs-pod.yaml
pod/test-volumes created
$kubectl get pv
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
nfs-pv 1Gi RWO Retain Bound default/nfs-pvc manual 54s
$kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
nfs-pvc Bound nfs-pv 1Gi RWO manual 62s
$kubectl get po test-volumes -owide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
test-volumes 1/1 Running 0 66s 10.244.2.60 node2 <none> <none>
🍀 由于我们这里 PV 中的数据为空，所以挂载后会将 nginx 容器中的 /usr/share/nginx/html 目录覆盖，那么访问应用的时候就没有内容了(就会报403错误)：
[root@master1 ~]#curl 10.244.2.60:80
<html>
<head><title>403 Forbidden</title></head>
<body>
<center><h1>403 Forbidden</h1></center>
<hr><center>nginx/1.21.5</center>
</body>
</html>
我们可以在 PV 目录中添加一些内容：
# 在 nfs 服务器上面执行
[root@master1 ~]#echo "nfs pv content" > /var/lib/k8s/data/test-volumes/index.html
[root@master1 ~]#curl 10.244.2.60:80
nfs pv content
然后重新访问就有数据了，而且当我们的 Pod 应用挂掉或者被删掉重新启动后数据还是存在的，因为数据已经持久化了:
$ kubectl delete -f 02-nfs-pod.yaml
pod "test-volumes" deleted
$ kubectl apply -f 02-nfs-pod.yaml
pod/test-volumes created
$ kubectl get po test-volumes -owide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
test-volumes 1/1 Running 0 17s 10.244.2.88 node2 <none> <none>
# curl 10.244.2.88:80
nfs pv content
实验结束，完美。😘
💘 实战：k8s持久化存储pv和pvc实验完整模拟(测试成功-simmon教练)
0.搭建一个nfs存储
注意：本次复用k8s-master节点作为nfs server端来提供nfs服务。
（1）在nfs server端安装nfs服务
# 在nfs server服务端节点(k8s-master)安装
[root@k8s-master ~]#yum install nfs-utils -y
[root@k8s-master ~]#mkdir /nfs
[root@k8s-master ~]#echo "/nfs *(rw,insecure,sync,no_root_squash)" > /etc/exports
[root@k8s-master ~]#systemctl enable rpcbind nfs-utils nfs-server --now
# 检测一下
[root@k8s-master ~]#showmount -e 172.29.9.31
Export list for 172.29.9.31:
/nfs *
[root@k8s-master ~]#
（2）nfs server端配置完成后，可以在其他的机器上挂在检测一下
#本次在k8s-node1上验证下nfs server提供的nfs服务是否正常
用下面这个命令验证下：
mount -t nfs -o vers=3,nolock,proto=tcp,rsize=1048576,wsize=1048576,hard,timeo=600,retrans=2,noresvport 172.29.9.31:/nfs /opt
#如果是报下面这个错误的话，是因为nfs client也是需要安装nfs-utils包的，要不这个测试命令用不了的。
#最后，特别注意：无论nfs客户端还是服务端均要安装nfs-utils软件包的，否则后期pod创建会报错的！！！
[root@k8s-node1 ~]#mount -t nfs -o vers=3,nolock,proto=tcp,rsize=1048576,wsize=1048576,hard,timeo=600,retrans=2,noresvport 172.29.9.31:/nfs /opt
mount: wrong fs type, bad option, bad superblock on 172.29.9.31:/nfs,
missing codepage or helper program, or other error
(for several filesystems (e.g. nfs, cifs) you might
need a /sbin/mount.<type> helper program)
In some cases useful info is found in syslog - try
dmesg | tail or so.
[root@k8s-master ~]#
#安装nfs-utils
[root@k8s-node1 ~]#yum install -y nfs-utils
#再次用命令测试nfs 服务是否正常
[root@k8s-node1 ~]#mount -t nfs -o vers=3,nolock,proto=tcp,rsize=1048576,wsize=1048576,hard,timeo=600,retrans=2,noresvport 172.29.9.31:/nfs /opt
#可以看到nfs服务一切正常
[root@k8s-node1 ~]#df|grep nfs
172.29.9.31:/nfs 17811456 6279424 11532032 36% /opt
[root@k8s-node1 ~]#mount|grep nfs
sunrpc on /var/lib/nfs/rpc_pipefs type rpc_pipefs (rw,relatime)
172.29.9.31:/nfs on /opt type nfs (rw,relatime,vers=3,rsize=262144,wsize=262144,namlen=255,hard,nolock,noresvport,proto=tcp,timeo=600,retrans=2,sec=sys,mountaddr=172.29.9.31,mountvers=3,mountport=20048,mountproto=tcp,local_lock=all,addr=172.29.9.31)
[root@k8s-node1 ~]#
#我们可以顺便写几个文件测测下效果：
[root@k8s-node1 ~]#df -hT|grep nfs
172.29.9.31:/nfs nfs 17G 6.0G 11G 36% /opt
[root@k8s-node1 ~]#cd /opt/
[root@k8s-node1 opt]#ls
[root@k8s-node1 opt]#echo node2 > node2.txt #在node2 nfs client的nfs目录下写一个文件
[root@k8s-node1 opt]#
[root@k8s-node1 opt]#exit
logout
Connection to k8s-node1 closed.
[root@k8s-master ~]#cd /nfs/ #然后再nfs serrver端的nfs目录下就可以看见这个文件了，说明我们的nfs服务时没有问题的
[root@k8s-master nfs]#ls
node2.txt
[root@k8s-master nfs]#cat node2.txt
node2
[root@k8s-master nfs]#
#测试nfs正常后，我们这里把刚挂载的nfs给卸载掉
[root@k8s-node1 ~]#df -hT|grep nfs
172.29.9.31:/nfs nfs 17G 6.0G 11G 36% /opt
[root@k8s-node1 ~]#umount /opt/
[root@k8s-node1 ~]#df -hT|grep nfs
[root@k8s-node1 ~]#
nfs服务搭建成功后，我们就可以来测试pv、pvc的实验了。
问题：测试pv,pvc实验时，需要把刚才测试nfs服务可用性时挂载的目录给卸载吗？
答案：要去掉，一般情况是需要去掉的，当时我们只是测试下nfs服务的可用性而已。并且我们只要保证k8s节点均能使用nfs服务即可。记得，节点上要安装nfs-utils软件包哦。
1.创建基于NFS的PV
我们先来查看下当前k8s集群环境，保证本次实验环境纯净：
[root@k8s-master ~]#kubectl get po,deploy,svc,pv,pvc #可以看到，当前k8s集群环境是ok的
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 166d
[root@k8s-master ~]#
1、创建pv的yaml文件
运维工程师准备好PV的配置文件，如下所示：
vim pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv1
labels:
type: k8s-claim # <---------- 0
spec:
capacity:
storage: 1Gi # <---------- 1
accessModes: ["ReadWriteOnce"] # <---------- 2
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle # <---------- 3
storageClassName: nfs # <---------- 4
nfs:
path: /nfs/pv1 # <---------- 5
server: 172.29.9.31
对上面的yaml文件我们做个说明：
0、labels:
type: k8s-claim # 这里建议打上一个独有的标签，在多个pv的时候方便提供pvc选择挂载，工作中一般上打标签格式是：项目组-团队名-pv名
1、capacity是指定pv的容量是1G
2、accessModes是指定的访问模式，支持的访问模式有:
ReadWriteOnce表示PV能以read-write模式mount到单个节点
ReadOnlyMany表示pv有read-only只读模式mount到多个节点
ReadWriteMany表示pv以read-write模式mount到多个节点
3、persistentVolumeReclaimPolicy 指定当PV的回收策略，有三种方式:#研发使用完后，就会删除pvc，删除pvc后就会有3个动作
Retain: 删除容器之后，但是pv由管理员手工回收，安全级别比较高 #工作环境中一般常用的是`retain`
Recycle：删除容器之后，清除PV中的数据，效果相当于执行了rm -rf /nfs/pv1/*
Delete：删除容器之后，删除 整个PV对应的存储资源，不推荐!!!
4、storageClassName是指定PV的class为我们这里定义的nfs，相当于为PV设置了一个分类，`pvc可以指定class申请相应class的pv`。举个例子：开发去申请2G大小的pvc，那么符合pvc条件的pv有两种。一种是高速存储Gclass，一种是低速存储Lclass，开发申请的2G是用于数据库，那么需要高速存储，此时定义storageClassName为Gclass，所以pvc会自动去找Gclass。
这里有个坑，`就是PVC里面的storageClassName必须和PV里面的storageClassName保持一致`。
#我们 可以看到，pvC的限制非常多，都要符合pv的条件才行；
另外：这里需要先指定PV在NFS服务器上对应的目录，这里注意，需要手动提前创建好这个目录并授权，否则后面挂载会提示目录不存在。授权的用户及用户组是nobody #这里需要注意下。
[root@k8s-master ~]#cat /etc/passwd|grep nobody
nobody:x:99:99:Nobody:/:/sbin/nologin
nfsnobody:x:65534:65534:Anonymous NFS User:/var/lib/nfs:/sbin/nologin
[root@k8s-master ~]#mkdir /nfs/pv1
[root@k8s-master ~]#chown -R nobody.nobody /nfs/pv1/
[root@k8s-master ~]#chown -R nobody.nobody /nfs/
[root@k8s-master ~]#ll -d /nfs/ /nfs/pv1/
drwxr-xr-x 3 nobody nobody 34 Nov 16 14:29 /nfs/
drwxr-xr-x 2 nobody nobody 6 Nov 16 14:29 /nfs/pv1/
[root@k8s-master ~]#
2、创建PV
# 部署pv
[root@k8s-master ~]#kubectl apply -f pv.yaml
persistentvolume/pv1 created
# 查看pv的状态
[root@k8s-master ~]#kubectl get pv
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
pv1 1Gi RWO Recycle Available nfs 5s
[root@k8s-master ~]#
# 注意：查看STATUS字段，只有为Available字段才可以正常使用，被pvc申请
2.创建基于NFS的PVC
1、接下来创建pvc
vim pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc1 # <----------4
spec:
accessModes: ["ReadWriteOnce"] # <----------0
resources:
requests:
storage: 1Gi # <----------1
storageClassName: nfs # <----------2
selector:
matchLabels:
type: k8s-claim # <----------3
接下来我们对上面的参数做一个说明
0、accessModes是指定的访问模式，跟我们上面解释的一个道理，需要注意，`pv里面是什么模式，这里也要写对 应的模式`
1、storage存储大小，与pv里面保持一致
2、storageClassName名字，至少和某个pv的storageClassName保持一致，否则找不到对应的分类
3、matchLabels: 这是匹配的pv的标签，标签在k8s里面非常重要的一个概念
4、metadata：pvc的标签，后面挂载成功后会用到
2、创建pvc
# 应用pvc.yaml配置文件
[root@k8s-master ~]#kubectl apply -f pvc.yaml
persistentvolumeclaim/pvc1 created
# 获取pvc状态
[root@k8s-master ~]#kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
pvc1 Bound pv1 1Gi RWO nfs 53s
[root@k8s-master ~]#
# 主要是看STATUS字段，当表示Bound代表成功找到pv并成功绑定
# 此时再去看pv的状态
[root@k8s-master ~]#kubectl get pv
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
pv1 1Gi RWO Recycle Bound default/pvc1 nfs 12m
[root@k8s-master ~]#
# 可以看到pv的STATUS字段显示Bound，而且CLAIM字段提示被default/pvc所消费
3.创建Pod应用挂载pvc
pvc与pv绑定成功后就可以使用pvc了，使用pvc其实就是挂载pvc，当目录挂载了pvc之后，应用就可以正常工作了，比如将pvc挂载到nginx的web根目录/usr/share/www/html上，如下例子所示：
vim nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
volumeMounts: # 我们这里将nginx容器默认的页面目录挂载
- name: html-files # 与下面的volumes的name保持一致
mountPath: "usr/share/nginx/html"
volumes:
- name: html-files
persistentVolumeClaim: # 卷类型使用pvc,同时下面名称处填先创建好的pvc1
claimName: pvc1
4.创建对应存储上面的资源
在实际的工作环境当中，创建一个相对应的web服务之前已经准备好了访问的资源，等容器创建完毕，就可以立马访问了。
# 先在对应的存储上创建访问的资源
[root@k8s-master ~]#cd /nfs/pv1/
[root@k8s-master pv1]#echo 'HelloWorld' > index.html
5.创建nginx的pod和service
[root@k8s-master ~]#kubectl apply -f nginx.yaml
service/nginx created
deployment.apps/nginx created
[root@k8s-master ~]#
等待这个pod资源创建完毕
[root@k8s-master ~]#kubectl get po,deploy,svc
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-ffc5548d-48zwj 1/1 Running 0 30s
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment.apps/nginx 1/1 1 1 30s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 167d
service/nginx ClusterIP 10.97.70.55 <none> 80/TCP 30s
[root@k8s-master ~]#
访问一下
~]# curl http://svc地址
[root@k8s-master ~]#curl 10.97.70.55
HelloWorld
[root@k8s-master ~]#
进入容器内部修改index.html文件(不建议)，再次访问查看效果：
[root@k8s-master ~]#kubectl get po
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-ffc5548d-48zwj 1/1 Running 0 3m13s
[root@k8s-master ~]#kubectl exec -it nginx-ffc5548d-48zwj -- bash
root@nginx-ffc5548d-48zwj:/# echo 222222 >> /usr/share/nginx/html/index.html
root@nginx-ffc5548d-48zwj:/# exit
exit
[root@k8s-master ~]#cat /nfs/pv1/index.html
HelloWorld
222222
[root@k8s-master ~]#
#以上符合预期效果。
看的出来容器里面的修改都会保存到nfs存储上。
有的同学访问403的原因和解决方法
没有在nfs存储创建相应的资源导致的。主要是容器里面的/usr/share/nginx/html目录下的内容挂载后被覆盖了，所以没有index.html文件
在nginx的pod所在的节点执行下面的命令可以查看相关的挂载信息
#查看次pod被调度在了k8s-node1节点上了
[root@k8s-master ~]#kubectl get po -owide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-ffc5548d-48zwj 1/1 Running 0 4m56s 10.244.36.122 k8s-node1 <none> <none>
[root@k8s-master ~]#
#到k8s-node1节点上可以看到次pod的挂载信息的
[root@k8s-node1 ~]#mount -l|grep nfs
sunrpc on /var/lib/nfs/rpc_pipefs type rpc_pipefs (rw,relatime)
172.29.9.31:/nfs/pv1 on /var/lib/kubelet/pods/91246cf2-5a69-4e93-999b-5166be2a12b6/volumes/kubernetes.io~nfs/pv1 type nfs4 (rw,relatime,vers=4.1,rsize=262144,wsize=262144,namlen=255,hard,proto=tcp,timeo=600,retrans=2,sec=sys,clientaddr=172.29.9.32,local_lock=none,addr=172.29.9.31)
[root@k8s-node1 ~]#
#是可以看到index.html文件的内容的
[root@k8s-node1 ~]#ls /var/lib/kubelet/pods/91246cf2-5a69-4e93-999b-5166be2a12b6/volumes/kubernetes.io~nfs/pv1/
index.html
[root@k8s-node1 ~]#cat /var/lib/kubelet/pods/91246cf2-5a69-4e93-999b-5166be2a12b6/volumes/kubernetes.io~nfs/pv1/index.html
HelloWorld
222222
[root@k8s-node1 ~]#
# 在nfs-server端执行，也是可以查看存储目录相关信息的
fuser -mv /nfs/pv1 #注意：这个fuser命令需要安装psmisc-22.20-17.el7.x86_64软件包
[root@k8s-master ~]#yum install -y psmisc-22.20-17.el7.x86_64
[root@k8s-master ~]#fuser -mv /nfs/pv1|grep nfs
USER PID ACCESS COMMAND
/nfs/pv1: root mount /
root knfsd /nfs
root .rce. systemd
root .rc.. kthreadd
root .rc.. ksoftirqd/0
root .rc.. kworker/0:0H
root .rc.. migration/0
root .rc.. rcu_bh
root .rc.. rcu_sched
root .rc.. lru-add-drain
root .rc.. watchdog/0
root .rc.. watchdog/1
root .rc.. migration/1
root .rc.. ksoftirqd/1
root .rc.. kworker/1:0H
root .rc.. netns
root .rc.. khungtaskd
root .rc.. writeback
root .rc.. kintegrityd
root .rc.. bioset
root .rc.. bioset
root .rc.. bioset
root .rc.. kblockd
root .rc.. md
root .rc.. edac-poller
root .rc.. watchdogd
root .rc.. kswapd0
root .rc.. ksmd
root .rc.. khugepaged
root .rc.. crypto
root .rc.. kthrotld
root .rc.. kmpath_rdacd
root .rc.. kaluad
root .rc.. kpsmoused
root .rc.. ipv6_addrconf
root .rc.. deferwq
root .rc.. kauditd
root .rc.. nfit
root .rc.. ata_sff
root .rc.. mpt_poll_0
root .rc.. mpt/0
root .rc.. scsi_eh_0
root .rc.. scsi_tmf_0
root .rc.. scsi_eh_1
root .rc.. scsi_tmf_1
root .rc.. scsi_eh_2
root .rc.. scsi_tmf_2
root .rc.. ttm_swap
root .rc.. irq/16-vmwgfx
root .rc.. kworker/1:0
root .rc.. kdmflush
root .rc.. bioset
root .rc.. kdmflush
root .rc.. bioset
root .rc.. bioset
root .rc.. xfsalloc
root .rc.. xfs_mru_cache
root .rc.. xfs-buf/dm-0
root .rc.. xfs-data/dm-0
root .rc.. xfs-conv/dm-0
root .rc.. xfs-cil/dm-0
root .rc.. xfs-reclaim/dm-
root .rc.. xfs-log/dm-0
root .rc.. xfs-eofblocks/d
root .rc.. xfsaild/dm-0
root .rc.. kworker/1:1H
root .rce. systemd-journal
root .rce. lvmetad
root frce. systemd-udevd
root .rc.. kworker/0:1H
root .rc.. xfs-buf/sda1
root .rc.. xfs-data/sda1
root .rc.. xfs-conv/sda1
root .rc.. xfs-cil/sda1
root .rc.. xfs-reclaim/sda
root .rc.. xfs-log/sda1
root .rc.. xfs-eofblocks/s
root .rc.. xfsaild/sda1
root .rc.. rpciod
root .rc.. xprtiod
root Frce. auditd
root .rce. systemd-logind
root .rce. irqbalance
root Frce. VGAuthService
root Frce. vmtoolsd
dbus .rce. dbus-daemon
root Frce. gssproxy
polkitd .rce. polkitd
root .rce. crond
root .rce. login
root .rc.. kworker/1:2
root .rce. sshd
root Frce. tuned
root Frce. rsyslogd
root Frce. kubelet
root Frce. containerd
root Frce. dockerd
root Frce. master
postfix .rce. qmgr
root .rce. ssh
root .rc.. kworker/1:1
root .r.e. containerd-shim
root .r.e. containerd-shim
root .r.e. containerd-shim
root ....m pause
root ....m pause
root ....m pause
root .rce. grep
root .r.e. containerd-shim
root ....m pause
root .r.e. containerd-shim
root F...m etcd
root .r.e. containerd-shim
root ....m pause
root .r.e. containerd-shim
root ....m pause
root .r.e. containerd-shim
root ....m kube-proxy
root .r.e. containerd-shim
root ....m pause
root .r.e. containerd-shim
polkitd ....m kube-controller
root .r.e. containerd-shim
root .r.e. containerd-shim
root ....m pause
root ....m pause
root .r.e. containerd-shim
root .r.e. containerd-shim
root ....m pause
root ....m pause
root .rc.. kworker/0:1
rpc .rce. rpcbind
rpcuser .rce. rpc.statd
root .rce. rpc.idmapd
root frce. rpc.mountd
root .rc.. nfsd4_callbacks
root .rc.. lockd
root .rc.. nfsd
root .rc.. nfsd
root .rc.. nfsd
root .rc.. nfsd
root .rc.. nfsd
root .rc.. nfsd
root .rc.. nfsd
root .rc.. nfsd
root .rc.. kworker/u256:0
root .r.e. containerd-shim
root ....m kube-controller
root .r.e. containerd-shim
root .r.e. containerd-shim
(unknown) F...m metrics-sidecar
root ....m kube-scheduler
root .r.e. containerd-shim
root .r.e. containerd-shim
root ....m coredns
root ....m coredns
root .r.e. containerd-shim
root ....m kube-apiserver
root .r.e. containerd-shim
(unknown) F...m dashboard
root .r.e. containerd-shim
root ....m runsvdir
root ....m runsv
root ....m runsv
root ....m runsv
root ....m runsv
root ....m runsv
root ....m runsv
root ....m calico-node
root ....m calico-node
root ....m calico-node
root ....m calico-node
root ....m bird6
root ....m bird
root .rc.. kworker/u256:1
root .rc.. kworker/0:0
root .rc.. kworker/u257:0
root .rc.. hci0
root .rc.. hci0
root .rc.. kworker/u257:2
root .rce. sshd
root .rce. sshd
root .rce. sftp-server
root .rce. bash
postfix .rce. pickup
root .rce. sshd
root .rce. sshd
root .rce. sftp-server
root .rce. bash
root .rc.. nfsiod
root .rce. bash
[root@k8s-master ~]#
6.模拟容器意外退出
手动删除pod，查看容器里面的修改是否持久化了
kubectl delete pod xxxxx
curl http://svc地址
#测试过程
[root@k8s-master ~]#kubectl get po,svc
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-ffc5548d-dj9t7 1/1 Running 0 2m8s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 167d
service/nginx ClusterIP 10.97.70.55 <none> 80/TCP 16m
[root@k8s-master ~]#kubectl delete pod nginx-ffc5548d-dj9t7
pod "nginx-ffc5548d-dj9t7" deleted
[root@k8s-master ~]#kubectl get po,svc
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-ffc5548d-f78lf 1/1 Running 0 31s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 167d
service/nginx ClusterIP 10.97.70.55 <none> 80/TCP 17m
[root@k8s-master ~]#curl 10.97.70.55
HelloWorld
222222
[root@k8s-master ~]#
此时会发现我们之前修改的内容依然保存着，这就是容器由于某些原因意外退出后，数据依然持久化的目的。
7.回收PVC和PV
[root@k8s-master ~]#kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
pvc1 Bound pv1 1Gi RWO nfs 56m
[root@k8s-master ~]#kubectl delete pvc pvc1
persistentvolumeclaim "pvc1" deleted # 一直卡在这里
# 卡着的原因就是因为我们的pod应用正在使用pvc，所以删除不了
# 看下pvc发现STATUS是Terminating删除中的状态，这是因为服务pod还在占用这个pvc使用中
[root@k8s-master ~]#kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
pvc1 Terminating pv1 1Gi RWO nfs 57m
[root@k8s-master ~]#
接下来我们先删除pod
# 先访问一把
[root@k8s-master ~]#curl 10.97.70.55
HelloWorld
222222
# 删除nginx资源
[root@k8s-master ~]#kubectl delete -f nginx.yaml
service "nginx" deleted
deployment.apps "nginx" deleted
#再次查看pvc
[root@k8s-master ~]#kubectl get pvc
No resources found in default namespace.
[root@k8s-master ~]#
# 会发现，删除了nginx资源，pvc这个资源立马就消失了，
# 根据先前创建pv时的数据回收策略为Recycle – 清除 PV 中的数据，这时果然先创建的index.html已经被删除了，在生产中要尤其注意这里的模式，注意及时备份数据
[root@k8s-master ~]#ls /nfs/pv1/
[root@k8s-master ~]#
# 注意：虽然此时pv是可以再次被pvc来消费的，但根据生产的经验，建议在删除pvc时，也同时把它消费的pv一并删除，然后再重启创建都是可以的
至此，以上实验结束，感谢阅读。😘
FAQ
📍 特别注意：nfs网络共享存储只需提供nfs服务就好
实际nfs作为k8s集群共享存储使用时(不管是nfs作为共享存储或者是使用storageClass)，只要保证nfs server可用，k8s node节点都可以正常访问到nfs服务就可以(不需要在节点上挂载nfs配置，因为在pv里面已经有指定了nfs路径新信息；或者storageclass里面已经配置了nfs server相关信息了；)
另外：
k8s集群all的节点都是需要安装nfs服务的，一定要记得都安装的。
📍 注意：更改nfs插件"是否归档"参数
注意：nfs-external-provisioner插件默认开启了归档功能，因此这里虽然声明的是Delete，但是从现象来看，Nfs后端存储那边的数据不是还在的吗，这是因为现在这个参数默认是true，因此才会出现归档，如果设置为false的话，那么原来的数据就会被彻底删除了。
测试过程如下：
01.查看当前环境
[root@master1 ~]#kubectl get pv
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE
nfs-pv 1Gi RWO Retain Bound default/nfs-pvc manual 5h
pvc-3f576ba3-deeb-4161-af24-5588e96f20c7 1Gi RWO Delete Bound default/nfs-sc-pvc nfs-client 97s
[root@master1 ~]#kubectl get pvc
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE
nfs-pvc Bound nfs-pv 1Gi RWO manual 5h
nfs-sc-pvc Bound pvc-3f576ba3-deeb-4161-af24-5588e96f20c7 1Gi RWO nfs-client 99s
[root@master1 ~]#kubectl get po -owide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nfs-sc-pod 1/1 Running 0 2m32s 10.244.1.123 node1 <none> <none>
test-volumes 1/1 Running 0 3h8m 10.244.2.88 node2 <none> <none>
[root@master1 ~]#kubectl get pv pvc-3f576ba3-deeb-4161-af24-5588e96f20c7 -oyaml|grep persistentVolumeReclaimPolicy
persistentVolumeReclaimPolicy: Delete #可以看到这个nfs storage class默认的回收策略是delete
#查看pod所在宿主机volume存放情况
[root@master1 ~]#kubectl get po nfs-sc-pod -owide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nfs-sc-pod 1/1 Running 0 3m40s 10.244.1.123 node1 <none> <none>
[root@master1 ~]#kubectl get po nfs-sc-pod -owide -oyaml|grep uid
uid: 17b601d3-afcf-4b89-9cb5-0bc654cacfc0
[root@master1 ~]#ssh node1
[root@node1 ~]#ls /var/lib/kubelet/pods/17b601d3-afcf-4b89-9cb5-0bc654cacfc0/volumes/kubernetes.io~nfs/
pvc-3f576ba3-deeb-4161-af24-5588e96f20c7
02.我们删除pvc(注意这里要按正常流程删除pod)，并再次观察
$ kubectl delete -f 04-nfs-sc-pod.yaml
pod "nfs-sc-pod" deleted
[root@master1 ~]#kubectl delete pvc nfs-sc-pvc
persistentvolumeclaim "nfs-sc-pvc" deleted
[root@master1 ~]#ls /var/lib/k8s/data/ #可以看到nfs server端，pv数据还是会被archived的；
archived-default-nfs-sc-pvc-pvc-3f576ba3-deeb-4161-af24-5588e96f20c7 test-volumes
archived-default-nfs-sc-pvc-pvc-af1b2b91-38b6-4bf0-99f1-cc2fa4fb2d92 test.txt
📍 面试题：k8s挂载pv、pvc的流程
1. 调度器把根据各种调度算法把该POD分配到某个节点，比如node01
2. Node01上的kubelet等待Volume Manager准备存储设备
3. PV控制器调用存储插件创 建PV并与PVC进行绑定
4、Kubelet被告知卷已经准备好，开始启动POD，通过映射方式挂载到容器中
📍 nfs的高可用问题
nfs公司，小规模应用还是比较可以的，性能够用，易于维护；
但存在的问题是：
单点故障，做高可用，又不好做；很多公司做高可用，都是基于分布式存储的块存储来做nfs的高可用。比如说：drdb同步数据块。 或者使用ceph的块存储。 在这些基础之上，做nfs的共享。
注意：nfs服务器重启后可能会出现卡主现象。
一般存储：采用分布式存储会好些；例如ceph，不过这个可能学起来稍微会复杂些；
上云存储；-->有钱就上啊。
关于我
我的博客主旨：我希望每一个人拿着我的博客都可以做出实验现象，先把实验做出来，然后再结合理论知识更深层次去理解技术点，这样学习起来才有乐趣和动力。并且，我的博客内容步骤是很完整的，也分享源码和实验用到的软件，希望能和大家一起共同进步！
各位小伙伴在实际操作过程中如有什么疑问，可随时联系本人免费帮您解决问题：
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|---|---|
| 01 实战：打造一款王者 云笔记：typora+坚果云+阿里云oss | https://www.jianguoyun.com/p/DXS6qiIQvPWVCRiS0qoE |
| 02 实战：定制宇宙中最美的typora主题皮肤 | https://www.jianguoyun.com/p/DeUK9u0QvPWVCRib0qoE |
| 03 玩转vscode | https://www.jianguoyun.com/p/DZe8gmsQvPWVCRid0qoE |
| 04 陈果的幸福哲学课 | https://www.jianguoyun.com/p/Db0kM7gQvPWVCRj2q6YE |
最后
好了，关于nfs存储实验就到这里了，感谢大家阅读，最后贴上我女神的photo，祝大家生活快乐，每天都过的有意义哦，我们下期见！
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