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k8s 中存储之 emptyDir 卷

news 2025/4/29 7:46:10

目录

1 kubernets支持的卷的类型

2 emptyDir 卷介绍

2.1 emptyDir 的使用场景：

2.2 emptyDir 卷的功能：

3 emptyDir 卷实现容器间数据共享

3.1 实验介绍

3.2 创建 Pod 清单文件

3.3 修改 Pod 清单文件

3.4 声明清单文件并查看 Pod 是否正确创建

3.5 修改容器内的配置实现容器间数据共享性

3.6 测试同一个 Pod 之间数据是否共享

1 kubernets支持的卷的类型

官网：卷 | Kubernetes容器中的文件在磁盘上是临时存放的，这给在容器中运行较重要的应用带来一些问题。 当容器崩溃或停止时会出现一个问题。此时容器状态未保存， 因此在容器生命周期内创建或修改的所有文件都将丢失。 在崩溃期间，kubelet 会以干净的状态重新启动容器。 当多个容器在一个 Pod 中运行并且需要共享文件时，会出现另一个问题。 跨所有容器设置和访问共享文件系统具有一定的挑战性。Kubernetes 卷（Volume） 这一抽象概念能够解决这两个问题。阅读本文前建议你熟悉一下 Pod。背景 Kubernetes 支持很多类型的卷。 Pod 可以同时使用任意数目的卷类型。 临时卷类型的生命周期与 Pod 相同， 但持久卷可以比 Pod 的存活期长。 当 Pod 不再存在时，Kubernetes 也会销毁临时卷；不过 Kubernetes 不会销毁持久卷。 对于给定 Pod 中任何类型的卷，在容器重启期间数据都不会丢失。卷的核心是一个目录，其中可能存有数据，Pod 中的容器可以访问该目录中的数据。 所采用的特定的卷类型将决定该目录如何形成的、使用何种介质保存数据以及目录中存放的内容。使用卷时, 在 .spec.volumes 字段中设置为 Pod 提供的卷，并在 .spec.containers[*].volumeMounts 字段中声明卷在容器中的挂载位置。 容器中的进程看到的文件系统视图是由它们的容器镜像 的初始内容以及挂载在容器中的卷（如果定义了的话）所组成的。 其中根文件系统同容器镜像的内容相吻合。 任何在该文件系统下的写入操作，如果被允许的话，都会影响接下来容器中进程访问文件系统时所看到的内容。卷挂载在镜像中的指定路径下。 Pod 配置中的每个容器必须独立指定各个卷的挂载位置。卷不能挂载到其他卷之上（不过存在一种使用 subPath 的相关机制），也不能与其他卷有硬链接。卷类型 Kubernetes 支持下列类型的卷：awsElasticBlockStore （已弃用） 在 Kubernetes 1.31 中，所有针对树内 awsElasticBlockStore 类型的操作都会被重定向到 ebs.csi.aws.com CSI 驱动。icon-default.png?t=O83Ahttps://kubernetes.io/zh/docs/concepts/storage/volumes/

k8s支持的卷的类型如下：

  • awsElasticBlockStore 、azureDisk、azureFile、cephfs、cinder、configMap、csi

  • downwardAPI、emptyDir、fc (fibre channel)、flexVolume、flocker

  • gcePersistentDisk、gitRepo (deprecated)、glusterfs、hostPath、iscsi、local、

  • nfs、persistentVolumeClaim、projected、portworxVolume、quobyte、rbd

  • scaleIO、secret、storageos、vsphereVolume

2 emptyDir 卷介绍

2.1 emptyDir 的使用场景：

  • 缓存空间，例如基于磁盘的归并排序。

  • 耗时较长的计算任务提供检查点，以便任务能方便地从崩溃前状态恢复执行。

  • 在 Web 服务器容器服务数据时，保存内容管理器容器获取的文件。

2.2 emptyDir 卷的功能：

当Pod指定到某个节点上时，首先创建的是一个emptyDir卷，并且只要 Pod 在该节点上运行，卷就一直存在。卷最初是空的。 尽管 Pod 中的容器挂载 emptyDir 卷的路径可能相同也可能不同，但是这些容器都可以读写 emptyDir 卷中相同的文件。 当 Pod 因为某些原因被从节点上删除时，emptyDir 卷中的数据也会永久删除

emptyDir 用于在 Pod 中实现容器之间的数据共享。与Pod的生命周期一致，当 Pod 被删除时，这个目录页会被删除。

例如，如果在一个 Pod 中有两个容器，其中一个容器需要读取另一个容器中的数据，那么这可以使用emptyDir 卷来实现。容器之间的数据共享如下图所示

3 emptyDir 卷实现容器间数据共享

3.1 实验介绍

使用两个容器组成一个 Pod 用 emptyDir 卷 实现 同 Pod 之间的数据共享

使用 busybox 和 nginx  容器 组成一个Pod

3.2 创建 Pod 清单文件

命令只支持单一容器的Pod创建。对于多容器的Pod 只能手动添加第二个容器的部分。

[root@k8s-master volumes]# kubectl run emptydir \
--image busyboxplus:latest \
--dry-run=client -o yaml > emptydir.yml

3.3 修改 Pod 清单文件

同样的volumes卷也不支持使用命令创建 只能增加 volumes 卷相应配置

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:labels:run: emptydirname: emptydir
spec:volumes:# 这里定义了一个名为 cache-vol 的存储卷，并且指定了其类型为 emptyDir# emptyDir 类型的卷会在 Pod 被调度到节点上时自动创建，# 如果 Pod 重新调度到另一个节点，数据会被保留。- name: cache-volemptyDir:medium: "" # 这里可以指定存储介质，如 memory 或者默认的磁盘存储。留空表示使用默认设置。sizeLimit: 1Gi    # 这里设置了卷的最大大小限制为 1GiBcontainers:# 第一个容器，使用 busyboxplus 镜像- image: busyboxplus:latestname: vm-1command: ["/bin/sh","-c","sleep 30000000"] # 这里设置了一个长延时命令，使得容器持续运行volumeMounts:# 将前面定义的 cache-vol 卷挂载到容器内的 /cache 路径- mountPath: /cachename: cache-vol# 第二个容器，使用 nginx 镜像- image: nginx:latestname: vm-2volumeMounts:# 同样的 cache-vol 卷也被挂载到第二个容器内的 /usr/share/nginx/html 路径# 这样两个容器就可以共享这个卷中的数据了- mountPath: /usr/share/nginx/htmlname: cache-vol

3.4 声明清单文件并查看 Pod 是否正确创建

[root@k8s-master volumes]# kubectl apply -f emptydir.yml [root@k8s-master volumes]# kubectl get pods -o wide 
NAME                       READY   STATUS      RESTARTS   AGE     IP            NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
emptydir                   2/2     Running     0          100s    10.244.2.62   k8s-node2   <none>           <none>
nginx-v1-dbd4bc45b-49hhw   1/1     Running     0          3d17h   10.244.2.54   k8s-node2   <none>           <none>
nginx-v2-bd85b8bc4-nqpv2   1/1     Running     0          3d17h   10.244.1.35   k8s-node1   <none>           <none>
testpod                    0/1     Completed   0          3d4h    10.244.2.58   k8s-node2   <none>           <none># 查看详细信息
[root@k8s-master volumes]# kubectl describe pods emptydir 
Name:             emptydir
Namespace:        default
Priority:         0
Service Account:  default
Node:             k8s-node2/192.168.239.120
Start Time:       Sun, 06 Oct 2024 15:36:13 +0800
Labels:           run=emptydir
Annotations:      <none>
Status:           Running
IP:               10.244.2.62
IPs:IP:  10.244.2.62
Containers:vm-1:Container ID:  docker://3753f0470e30bc30302cd6dbf6a53f7ad2d870a6b35a537816091b3c993441d4Image:         busyboxplus:latestImage ID:      docker-pullable://busyboxplus@sha256:9d1c242c1fd588a1b8ec4461d33a9ba08071f0cc5bb2d50d4ca49e430014ab06Port:          <none>Host Port:     <none>Command:/bin/sh-csleep 30000000State:          RunningStarted:      Sun, 06 Oct 2024 15:36:14 +0800Ready:          TrueRestart Count:  0Environment:    <none>Mounts:/cache from cache-vol (rw)/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-jnl6t (ro)vm-2:Container ID:   docker://0596c82e0e086cf4cc2d668c271067332211d0d439695f2419f1385d03caaa09Image:          nginx:latestImage ID:       docker-pullable://nginx@sha256:127262f8c4c716652d0e7863bba3b8c45bc9214a57d13786c854272102f7c945Port:           <none>Host Port:      <none>State:          RunningStarted:      Sun, 06 Oct 2024 15:36:15 +0800Ready:          TrueRestart Count:  0Environment:    <none>Mounts:/usr/share/nginx/html from cache-vol (rw)/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-jnl6t (ro)
Conditions:Type                        StatusPodReadyToStartContainers   True Initialized                 True Ready                       True ContainersReady             True PodScheduled                True 
Volumes:cache-vol:Type:       EmptyDir (a temporary directory that shares a pod's lifetime)Medium:     SizeLimit:  <unset>kube-api-access-jnl6t:Type:                    Projected (a volume that contains injected data from multiple sources)TokenExpirationSeconds:  3607ConfigMapName:           kube-root-ca.crtConfigMapOptional:       <nil>DownwardAPI:             true
QoS Class:                   BestEffort
Node-Selectors:              <none>
Tolerations:                 node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300snode.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:Type    Reason     Age   From               Message----    ------     ----  ----               -------Normal  Scheduled  118s  default-scheduler  Successfully assigned default/emptydir to k8s-node2Normal  Pulling    117s  kubelet            Pulling image "busyboxplus:latest"Normal  Pulled     117s  kubelet            Successfully pulled image "busyboxplus:latest" in 89ms (89ms including waiting). Image size: 12855024 bytes.Normal  Created    117s  kubelet            Created container vm-1Normal  Started    117s  kubelet            Started container vm-1Normal  Pulling    117s  kubelet            Pulling image "nginx:latest"Normal  Pulled     117s  kubelet            Successfully pulled image "nginx:latest" in 75ms (75ms including waiting). Image size: 187694648 bytes.Normal  Created    117s  kubelet            Created container vm-2Normal  Started    116s  kubelet            Started container vm-2# 测试 Pod 是否可以访问，由于是新的卷挂载上去会覆盖了原先的nginx里的index.html
[root@k8s-master volumes]# curl 10.244.2.62
<html>
<head><title>403 Forbidden</title></head>
<body>
<center><h1>403 Forbidden</h1></center>
<hr><center>nginx/1.27.1</center>
</body>
</html>

3.5 修改容器内的配置实现容器间数据共享性

# 进入 busyboxplus 容器
[root@k8s-master volumes]# kubectl exec -it pods/emptydir -c vm-1 -- /bin/sh
/ # ls 
bin      cache    dev      etc      home     lib      lib64    linuxrc  media    mnt      opt      proc     root     run      sbin     sys      tmp      usr      var
/ # cd cache/# 增加一个 index.html 文件
# 注意：在这里添加文件就相当于在 nginx 容器 /usr/share/nginx/html/ 中添加文件
# 因为选择的 emptyDir 卷是同一个，这样就实现了容器间数据的共享性
/cache # echo this is at vm-1 container write nginx html file apply to vm-2 container > index.html# ctrl + pq 退出这个容器
/cache # exec attach failed: error on attach stdin: read escape sequence
command terminated with exit code 126# 进入 nginx 容器
[root@k8s-master volumes]# kubectl exec -it pods/emptydir -c vm-2 -- /bin/sh
# ls 
bin  boot  dev  docker-entrypoint.d  docker-entrypoint.sh  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var# 查看 nginx 容器中的 index.html 是否存在
# ls /usr/share/nginx/html
index.html

3.6 测试同一个 Pod 之间数据是否共享

# 查看 Pod 的IP地址
[root@k8s-master volumes]# kubectl get pods -o wide
NAME                       READY   STATUS      RESTARTS   AGE     IP            NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
emptydir                   2/2     Running     0          8m1s    10.244.2.62   k8s-node2   <none>           <none>
nginx-v1-dbd4bc45b-49hhw   1/1     Running     0          3d17h   10.244.2.54   k8s-node2   <none>           <none>
nginx-v2-bd85b8bc4-nqpv2   1/1     Running     0          3d17h   10.244.1.35   k8s-node1   <none>           <none>
testpod                    0/1     Completed   0          3d4h    10.244.2.58   k8s-node2   <none>           <none># 访问 Pod
[root@k8s-master volumes]# curl 10.244.2.62 
this is at vm-1 container write nginx html file apply to vm-2 container# 进入 busyboxplus 中访问本地发现去访问了 nginx ，这是因为同一个 Pod 之间的网络是共享的，
# 他们处于同一个网络栈中，实现了 Pod 之间的网络共享性
[root@k8s-master volumes]# kubectl exec -it pods/emptydir -c vm-1 -- /bin/sh/ # curl localhost
this is at vm-1 container write nginx html file apply to vm-2 container


http://www.mrgr.cn/news/43984.html

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