Kubernetes與Ubuntu的存儲集成方法

Kubernetes與Ubuntu存儲集成方法

1. HostPath存儲（適用于小型集群/測試環境）

HostPath存儲將數據保存在Ubuntu節點的本地文件系統中，配置步驟簡單，但無法跨節點共享，不推薦生產環境使用。

• 創建HostPath PersistentVolume (PV)：定義PV的容量、訪問模式及本地路徑（如/mnt/data）。

  apiVersion: v1
  kind: PersistentVolume
  metadata:
    name: ubuntu-pv
  spec:
    capacity:
      storage: 10Gi
    accessModes:
      - ReadWriteOnce
    hostPath:
      path: "/mnt/data"
    persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  

• 創建PersistentVolumeClaim (PVC)：聲明所需的存儲容量（如10Gi）及訪問模式。

  apiVersion: v1
  kind: PersistentVolumeClaim
  metadata:
    name: ubuntu-pvc
  spec:
    accessModes:
      - ReadWriteOnce
    resources:
      requests:
        storage: 10Gi
    storageClassName: hostpath
  

• 在Pod中使用PVC：通過volumeMounts將PVC掛載到容器內的指定路徑（如/usr/share/nginx/html）。

2. NFS存儲（適用于跨節點共享場景）

NFS通過網絡共享存儲，支持多Pod同時讀寫，適合需要共享數據的場景（如WordPress、Jenkins）。

• 在Ubuntu上部署NFS服務器：安裝nfs-kernel-server，配置共享目錄（如/path/to/shared/folder），并重啟服務。

  sudo apt update
  sudo apt install nfs-kernel-server
  echo "/path/to/shared/folder *(rw,sync,no_subtree_check)" | sudo tee -a /etc/exports
  sudo systemctl restart nfs-kernel-server
  

• 在Kubernetes中創建NFS PV：定義PV的NFS服務器地址及共享路徑。

  apiVersion: v1
  kind: PersistentVolume
  metadata:
    name: nfs-pv
  spec:
    capacity:
      storage: 1Gi
    accessModes:
      - ReadWriteMany
    nfs:
      server: <ubuntu-nfs-server-ip>
      path: "/path/to/shared/folder"
  

• 創建NFS PVC：聲明存儲需求（如1Gi），并通過storageClassName關聯PV。

  apiVersion: v1
  kind: PersistentVolumeClaim
  metadata:
    name: nfs-pvc
  spec:
    accessModes:
      - ReadWriteMany
    resources:
      requests:
        storage: 1Gi
  

• 在Pod中掛載NFS PVC：將PVC掛載到容器內的目標路徑（如/usr/share/nginx/html）。

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: nfs-pod
  spec:
    containers:
    - name: nfs-container
      image: nginx
      volumeMounts:
      - mountPath: "/usr/share/nginx/html"
        name: nfs-volume
    volumes:
    - name: nfs-volume
      persistentVolumeClaim:
        claimName: nfs-pvc
  

3. 動態存儲（以NFS為例，適用于生產環境）

動態存儲通過StorageClass自動創建PV，無需手動預先定義，提升存儲管理效率。

• 安裝NFS客戶端工具：在Ubuntu節點上安裝nfs-common，用于訪問NFS服務器。

  sudo apt update
  sudo apt install nfs-common
  

• 創建NFS StorageClass：定義存儲插件的provisioner（如kubernetes.io/nfs）及NFS服務器參數（server、path）。

  apiVersion: storage.k8s.io/v1
  kind: StorageClass
  metadata:
    name: nfs-storage
  provisioner: kubernetes.io/nfs
  parameters:
    server: <ubuntu-nfs-server-ip>
    path: "/path/to/nfs/share"
  

• 創建PVC并關聯StorageClass：通過storageClassName指定動態存儲類，Kubernetes會自動創建PV。

  apiVersion: v1
  kind: PersistentVolumeClaim
  metadata:
    name: dynamic-nfs-pvc
  spec:
    accessModes:
      - ReadWriteMany
    storageClassName: nfs-storage
    resources:
      requests:
        storage: 2Gi
  

• 在Pod中使用動態PVC：將PVC掛載到容器內，存儲卷會自動創建并綁定。

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: dynamic-nfs-pod
  spec:
    containers:
    - name: dynamic-nfs-container
      image: nginx
      volumeMounts:
      - mountPath: "/data"
        name: dynamic-nfs-volume
    volumes:
    - name: dynamic-nfs-volume
      persistentVolumeClaim:
        claimName: dynamic-nfs-pvc
  

4. 分布式存儲（以Rook-Ceph為例，適用于企業級場景）

Rook-Ceph是Kubernetes原生的分布式存儲解決方案，提供高性能、高可用的塊存儲、對象存儲及文件存儲，適合大規模生產環境。

• 在Ubuntu上部署Rook-Ceph：通過Helm或YAML文件安裝Rook Operator及Ceph集群。

  kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/rook/rook/master/cluster/examples/kubernetes/ceph/operator.yaml
  kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/rook/rook/master/cluster/examples/kubernetes/ceph/cluster.yaml
  

• 創建StorageClass：使用Rook提供的存儲類（如rook-ceph-block），支持動態創建Ceph RBD卷。

  apiVersion: storage.k8s.io/v1
  kind: StorageClass
  metadata:
    name: rook-ceph-block
  provisioner: rook-ceph.rbd.csi.ceph.com
  parameters:
    clusterID: <rook-cluster-id>
    pool: replicapool
    imageFeatures: layering
    csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-name: rook-csi-rbd-provisioner
    csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-namespace: rook-ceph
    csi.storage.k8s.io/node-stage-secret-name: rook-csi-rbd-node
    csi.storage.k8s.io/node-stage-secret-namespace: rook-ceph
  

• 創建PVC并使用：通過storageClassName關聯Rook存儲類，Pod可直接掛載分布式存儲卷。

5. 對象存儲（以S3為例，適用于大規模非結構化數據）

S3對象存儲適合存儲大規模非結構化數據（如圖片、視頻、日志），Kubernetes可通過CSI驅動集成S3。

• 安裝S3 CSI驅動：部署S3 CSI驅動到Kubernetes集群，支持動態創建S3存儲卷。

  git clone https://github.com/kubernetes-incubator/external-storage.git
  cd external-storage/s3
  kubectl create -f deploy/kubernetes-s3-csi-driver.yaml
  

• 創建S3 StorageClass：配置S3存儲桶名稱、區域、訪問密鑰等參數。

  apiVersion: storage.k8s.io/v1
  kind: StorageClass
  metadata:
    name: s3-storage
  provisioner: s3.csi.k8s.io
  parameters:
    type: s3
    bucket: <s3-bucket-name>
    prefix: ""
    region: <s3-region>
    secretKey: <s3-access-key>
    accessKey: <s3-secret-key>
  

• 創建PVC及Deployment：通過PVC關聯S3存儲類，Deployment將S3卷掛載到容器內（如/data）。

  apiVersion: v1
  kind: PersistentVolumeClaim
  metadata:
    name: s3-pvc
  spec:
    accessModes:
      - ReadWriteOnce
    storageClassName: s3-storage
    resources:
      requests:
        storage: 5Gi
  ---
  apiVersion: apps/v1
  kind: Deployment
  metadata:
    name: s3-app
  spec:
    replicas: 1
    selector:
      matchLabels:
        app: s3-app
    template:
      metadata:
        labels:
          app: s3-app
      spec:
        containers:
        - name: s3-container
          image: busybox
          command: ["sleep", "3600"]
          volumeMounts:
          - mountPath: "/data"
            name: s3-storage
        volumes:
        - name: s3-storage
          persistentVolumeClaim:
            claimName: s3-pvc