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.NET Core + Kubernetes：Volume

發(fā)布時(shí)間：2023/12/4 asp.net 40 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 .NET Core + Kubernetes：Volume 小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

和 Docker 類似，Kubernetes 中也提供了 ?Volume 來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卷掛載，但 Kubernetes 中 Volume 是基于 Pod，而不是容器，它可被 Pod 中多個(gè)容器共享，另外 Kubernetes 中提供比較豐富的 Volume 類型^[1]，如：emptyDir、hostPath、nfs、persistentVolumeClaim、downwardAPI、secret、configMap 等，每種類型都有其特點(diǎn)及使用場(chǎng)景。

下面將介紹幾種常用 Volume 類型的使用方式，在這之前先在 k8sdemo .NET Core 服務(wù)中添加以下兩個(gè)接口（鏡像版本升級(jí)為 1.2.0），以方便后面效果演示。

[HttpGet] public string GetConfig([FromQuery]string key) {// ...... }[HttpGet] public string GetVolumeData() {// ...... }

GetConfig：通過傳入配置文件 appsettings.json 的 key 獲取對(duì)應(yīng)值；GetVolumeData：獲取容器內(nèi) /Data/data.txt 的文件內(nèi)容；

emptyDir

emptyDir 的初始狀態(tài)是一個(gè)沒有任何內(nèi)容的 Volume，其生命周期與 Pod 一致，當(dāng) Pod 中的容器掛掉時(shí)，emptyDir Volume 中的內(nèi)容不會(huì)被清除，容器重啟后數(shù)據(jù)依然可見。只有當(dāng)整個(gè) Pod 從集群中被刪除，emptyDir Volume 中的內(nèi)容才會(huì)被清除。如下：emptyDir Volume 位于 Pod 內(nèi)。

通過以下配置文件創(chuàng)建的 Pod 中將包含 k8sdemo 和 busybox 兩個(gè) container，busybox 是一個(gè)集成了一些常用 linux 命令的鏡像，這里將使用它在 Pod 內(nèi)進(jìn)行文件內(nèi)容修改。k8sdemo 容器的 /app/Data/ 目錄文件與 busybox 容器的 /data/ 目錄文件將通過 emptyDir Volume 進(jìn)行共享。

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:name: emptydir-demo spec:replicas: 1selector:matchLabels:name: emptydir-demotemplate:metadata:labels:name: emptydir-demospec:containers:- name: k8sdemoimage: beckjin/k8sdemo:1.2.0volumeMounts:- mountPath: /app/Data/name: shareports:- containerPort: 80- name: busyboximage: busyboxcommand:- "/bin/sh"- "-c"- "sleep 3600"volumeMounts:- mountPath: /data/name: sharevolumes:- name: shareemptyDir: {} --- apiVersion: v1 kind: Service metadata:name: emptydir-demo-service spec:selector:name: emptydir-demotype: NodePortports:- port: 80targetPort: 80

執(zhí)行命令 kubectl exec -it emptydir-demo-746f49b55b-p6pzz -c busybox -- /bin/sh 進(jìn)入 busybox ?容器，然后執(zhí)行 echo 'emptyDir Volume' > /data/data.txt，最后訪問 k8sdemo 服務(wù)的 GetVolumeData 接口獲取文件內(nèi)容：

hostPath

hostPath 類型是掛載宿主機(jī)上的文件或目錄到 Pod 中，與 Pod 所在的 Node 是強(qiáng)關(guān)聯(lián)的，所以當(dāng) Pod 因重啟被重新調(diào)度時(shí)，一定要確保所在主機(jī)的相關(guān)文件或目錄的正確性，如下：

如下配置中 replicas 字段設(shè)置為 2 ，正常情況下 Pod 將會(huì)在 node1 和 node2 上分別被創(chuàng)建，另外 hostPath 字段中的 path 指定了 /data/k8sdemo/ 目錄掛載到容器內(nèi)的 /app/Data/，所以分別在 node1 和 node2 創(chuàng)建 /data/k8sdemo/data.txt ，內(nèi)容為 node1 hostPath Volume 和 node2 hostPath Volume。

kind: Deployment metadata:name: hostpath-demo spec:replicas: 2selector:matchLabels:name: hostpath-demotemplate:metadata:labels:name: hostpath-demospec:containers:- name: k8sdemoimage: beckjin/k8sdemo:1.2.0volumeMounts:- mountPath: /app/Data/name: shareports:- containerPort: 80volumes:- name: sharehostPath:path: /data/k8sdemotype: Directory --- apiVersion: v1 kind: Service metadata:name: hostpath-demo-service spec:selector:name: hostpath-demotype: NodePortports:- port: 81targetPort: 80

訪問 k8sdemo 服務(wù)的 GetVolumeData 接口獲取文件內(nèi)容，當(dāng)路由到不同 Pod（即不同的 node）返回內(nèi)容將不一樣，如下：

nfs

NFS(network file system) 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，類似 Windows 中的文件夾共享。首先在 Kubernetes 集群外搭建一個(gè) NFS Server，然后指定文件目錄進(jìn)行共享，最終與 ?Pod 內(nèi)的容器關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)卷掛載，如下：

NFS Server 搭建

在機(jī)器上安裝依賴組件（集群外的機(jī)器 192.168.1.13，并關(guān)閉防火墻）

yum install -y nfs-utils rpcbind

將主機(jī)上的 /share 目錄作為共享目錄，如果多個(gè)目錄可以添加多行

[root@localhost ~]# vim /etc/exports /share 192.168.1.0/24(insecure,rw,no_root_squash)

啟動(dòng) NFS

systemctl start rpcbind.service systemctl enable rpcbind.servicesystemctl start nfs.service systemctl enable nfs.service

Kubernetes 集群內(nèi)各節(jié)點(diǎn)安裝 nfs-utils，方便使用 showmount

yum install -y nfs-utils

完成以上步驟后，在 Kubernetes 集群中任意節(jié)點(diǎn)執(zhí)行 ?showmount -e 192.168.1.13 驗(yàn)證是否正常：

如下配置中 volumes 指定了 nfs 字段配置，即將 ?NFS Server 中的 /share 目錄掛載到容器內(nèi)的 /app/Data/，與 hostPath Volume 類型的主要區(qū)別是依賴單獨(dú)的 NFS Server，和 node 本身并不耦合。

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:name: nfs-demo spec:replicas: 2selector:matchLabels:name: nfs-demotemplate:metadata:labels:name: nfs-demospec:containers:- name: k8sdemoimage: beckjin/k8sdemo:1.2.0volumeMounts:- mountPath: /app/Dataname: shareports:- containerPort: 80volumes:- name: sharenfs:server: 192.168.1.13path: /share --- apiVersion: v1 kind: Service metadata:name: nfs-demo-service spec:selector:name: nfs-demotype: NodePortports:- port: 82targetPort: 80

在 NFS Server 中執(zhí)行 echo 'nfs Volume' > /share/data.txt，然后訪問 k8sdemo 服務(wù)的 GetVolumeData 接口獲取文件內(nèi)容，如下：

persistentVolumeClaim

PersistentVolumeClaim(PVC) 與 PersistentVolume(PV) 在使用上是一對(duì)密不可分的組合，PV 主要是資源對(duì)象定義，PVC 主要是對(duì)應(yīng)資源對(duì)象的引用，PV 支持多種插件類型^[2] 進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，以下將繼續(xù)使用 NFS 來作為 PV 插件。

如下圖：首先基于 PV 插件在 Kubernetes 集群中創(chuàng)建各種資源規(guī)格的 PV，根據(jù) Pod 需要存儲(chǔ)卷資源創(chuàng)建 PVC，Kubernetes 將符合資源規(guī)格要求且消耗資源最小的 PV 綁定到 PVC，PV 和 PVC 是一對(duì)一的關(guān)系，如果找不到符合條件的 PV，PVC 會(huì)一直處于未綁定狀態(tài)，PVC 綁定成功后可被 Pod 內(nèi)的容器引用。

NFS Server 添加 mount 目錄

修改 NFS Server /etc/exports 并生效，在 Kubernetes 集群中任意節(jié)點(diǎn)執(zhí)行 showmount -e 192.168.1.13 驗(yàn)證是否正常：

創(chuàng)建 PV

以下配置將會(huì)創(chuàng)建3個(gè) PV，storage 分別為 500M、1G、2G。

apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata:name: pv-share-a spec:nfs:path: /share_aserver: 192.168.1.13accessModes:- ReadWriteManycapacity:storage: 500Mi --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata:name: pv-share-b spec:nfs:path: /share_bserver: 192.168.1.13accessModes:- ReadWriteManycapacity:storage: 1Gi --- apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata:name: pv-share-c spec:nfs:path: /share_cserver: 192.168.1.13accessModes:- ReadWriteManycapacity:storage: 2Gi

創(chuàng)建 PVC

apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata:name: pvc-k8sdemo spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 1Gi

PVC 創(chuàng)建成功后，pv-share-b 的 STATUS 會(huì)變?yōu)?Bound，同時(shí) CLAIM 屬性會(huì)顯示相關(guān)的 PVC，從上圖也可以看出使用的是最小符合資源規(guī)格的 PV，并不會(huì)將 pv-share-c 綁定到當(dāng)前 PVC。更多關(guān)于 PV 和 PVC 屬性說明可參考：persistent-volumes^[3]。

創(chuàng)建 Pod

如下配置中 volumes 指定了 persistentVolumeClaim 字段配置，這里只需要設(shè)置 claimName 為前面創(chuàng)建的 PVC 名稱 pvc-k8sdemo 即可，使用上比較簡(jiǎn)單。

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:name: pvc-demo spec:replicas: 2selector:matchLabels:name: pvc-demotemplate:metadata:labels:name: pvc-demospec:containers:- name: k8sdemoimage: beckjin/k8sdemo:1.2.0volumeMounts:- mountPath: /app/Dataname: shareports:- containerPort: 80volumes:- name: sharepersistentVolumeClaim:claimName: pvc-k8sdemo --- apiVersion: v1 kind: Service metadata:name: pvc-demo-service spec:selector:name: pvc-demotype: NodePortports:- port: 83targetPort: 80

在 NFS Server 中執(zhí)行 echo 'pvc Volume share_a' > /share_a/data.txt，share_b、share_c 類似，然后訪問 k8sdemo 服務(wù)的 GetVolumeData 接口獲取文件內(nèi)容，如下：

configMap

configMap 主要使鏡像和配置文件解耦，以便實(shí)現(xiàn)鏡像的可移植性和可復(fù)用性，configMap 是配置信息的集合，可直接注入到 Pod 的容器中使用，扮演著配置中心的角色。configMap 可以以數(shù)據(jù)卷的形式掛載，也可以基于環(huán)境變量的形式注入到 Pod 容器中使用。另外 secret 是一種相對(duì)安全的 configMap，它默認(rèn)會(huì)將配置信息進(jìn)行 base64 編碼，使配置不是明文直接存儲(chǔ)在 configMap 中，起到一定的保護(hù)作用。

下面主要介紹 configMap 以數(shù)據(jù)卷掛載方式的使用，如下圖，在 Kubernetes 集群中創(chuàng)建一個(gè) configMap 資源類型，然后供 Pod 內(nèi)的容器使用。

如下，創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)卷形式的 ConfigMap，appsettings.json 是 .NET Core 程序內(nèi)使用的配置文件。

apiVersion: v1 kind: ConfigMap metadata:name: configmap-k8sdemo data:appsettings.json: |-{"ServiceName": "k8sdemo"}

如下配置中 volumes 指定了 configMap 資源的名稱為以上創(chuàng)建的 configMap 對(duì)象：configmap-k8sdemo。

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:name: configmap-demo spec:replicas: 2selector:matchLabels:name: configmap-demotemplate:metadata:labels:name: configmap-demospec:containers:- name: k8sdemoimage: beckjin/k8sdemo:1.2.0volumeMounts:- name: configfilemountPath: /app/appsettings.jsonsubPath: appsettings.jsonports:- containerPort: 80volumes:- name: configfileconfigMap:name: configmap-k8sdemoitems:- key: appsettings.jsonpath: appsettings.json --- apiVersion: v1 kind: Service metadata:name: configmap-demo-service spec:selector:name: configmap-demotype: NodePortports:- port: 84targetPort: 80

通過訪問 k8sdemo 服務(wù)的 GetConfig 接口獲取指定 key 的值：

參考資料

[1]

Volume 類型: https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/#types-of-volumes

[2]

多種插件類型: https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes/#types-of-persistent-volumes

[3]

persistent-volumes: https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes/

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的.NET Core + Kubernetes：Volume的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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