K8s 存儲大冒險:攻克 Persistent Volumes 的秘笈

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  • Aug 05, 2024
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哈囉,各位 K8s 冒險家們!準備好開始一場驚險刺激的存儲大冒險了嗎?今天,我們要一起深入探索 Kubernetes 的神奇寶藏:Persistent Volumes(PV)!不要被這個名字嚇到,它其實就像是我們在雲端世界的超級儲物櫃,只是穿上了 Kubernetes 的酷炫外衣。

繫緊安全帶,我們的冒險即將啟程!

第一關:解密 Persistent Volumes 的真面目

想像一下,如果你的應用程式是一個喜歡收集各種奇珍異寶的探險家,那麼 Persistent Volumes 就是他隨身攜帶的魔法背包。不管冒險到哪裡,寶物都安全地躺在背包裡,不會不小心掉出來或被調皮的小妖精偷走。

在 Kubernetes 的奇幻國度裡,PV 就是這樣一個神奇的存儲空間:

  1. 持久性:就像記憶力超強的大象,資料不會因為 Pod 重啟或刪除而消失。
  2. 獨立性:PV 的生命週期獨立於使用它的 Pod,就像是租屋處和租客的關係。
  3. 可共享:多個 Pod 可以共用同一個 PV,就像是公寓的公共空間。

聽起來很厲害對吧?但是等等,這裡有個小陷阱!PV 雖然厲害,但它也需要一個好朋友 - Persistent Volume Claim(PVC)。PVC 就像是探險家的藏寶圖,告訴 Kubernetes 要如何找到並使用正確的 PV。

第二關:PV 和 PVC 的奇妙組合

讓我們用一個有趣的比喻來理解 PV 和 PVC:

  • PV 是魔法圖書館的書架
  • PVC 是神奇的借書單
  • Pod 是渴望知識的魔法學徒

當魔法學徒(Pod)想學習新魔法時,他不會直接衝到書架上亂翻。相反,他會先填寫一張神奇的借書單(PVC),上面寫著他想要的魔法書的類型和大小。然後圖書館管理員(Kubernetes)會根據這張借書單,從書架(PV)上找到合適的魔法書,並把它交給學徒。

來看看這個過程的 Markdown 表格版本:

角色魔法世界Kubernetes 世界
存儲空間魔法書架Persistent Volume (PV)
存儲請求神奇借書單Persistent Volume Claim (PVC)
使用者魔法學徒Pod
管理員圖書館管理員Kubernetes 系統

是不是突然覺得 PV 和 PVC 變得親切多了呢?

第三關:PV 的生命週期大冒險

PV 的一生可不簡單,它要經歷很多階段呢!就像一個魔法師從學徒成長為大法師的精彩歷程。讓我們來看看 PV 的奇幻人生:

  1. Provisioning(準備階段)

    • 靜態準備:管理員手動創建 PV,就像提前準備好書架上的魔法書。
    • 動態準備:系統根據 PVC 自動創建 PV,就像圖書館能夠根據學徒需求即時變出新書。
  2. Binding(綁定階段): PVC 找到合適的 PV 並綁定,就像魔法學徒拿到了心儀的魔法書。

  3. Using(使用階段): Pod 開始使用 PV 中的存儲,魔法學徒開始學習書中的法術。

  4. Releasing(釋放階段): Pod 用完後釋放 PV,魔法學徒學完後歸還魔法書。

  5. Reclaiming(回收階段)

    • Retain(保留):保留數據,等待管理員處理,就像珍貴的魔法書需要特別保管。
    • Delete(刪除):刪除 PV 及其數據,相當於銷毀不再需要的魔法書。
    • Recycle(回收):清空 PV,以供下次使用,就像給魔法書施加清除咒語,準備給下一位學徒使用。

看完是不是覺得 PV 的生活比我們想象的還要精彩呢?

第四關:PV 的常見問題大會診

好了,現在我們已經成為 PV 專家了!但是,就像所有的雲端冒險一樣,路上總會遇到一些棘手的情況。不用怕,讓我們一起來看看如何解決這些在 AKS 和 Amazon EKS 中常見的存儲難題:

問題1:PV 消失了!

症狀:明明在 AKS 或 EKS 中創建了 PV,但是 kubectl get pv 卻找不到,就像被雲霧遮蓋了一樣。

解決方案:

  1. 仔細檢查 PV 的 YAML 文件,確保沒有拼寫錯誤,特別是 Azure Disk 或 EBS 相關的參數。
  2. 確認是否真的執行了 kubectl apply 命令,有時候我們以為部署了,其實只是在草稿中。
  3. 使用 kubectl describe pv <pv-name> 查看詳細信息,尋找可能的錯誤信息,特別注意與雲服務提供商相關的錯誤。
  4. 檢查 Azure 或 AWS 控制台,確認對應的磁碟或存儲卷是否真的被創建。

問題2:PVC 和 PV 就是不來電

症狀:在 AKS 或 EKS 中,PVC 一直處於 Pending 狀態,就像雲端的存儲精靈在罷工。

解決方案:

  1. 確保 PV 和 PVC 的 storage class 匹配。在 AKS 中檢查 managed-premiumdefault,在 EKS 中檢查 gp2 或自定義的 storage class。
  2. 檢查 PV 和 PVC 的大小是否匹配,注意 Azure 和 AWS 可能有最小容量限制。
  3. 查看 PV 是否已經被其他 PVC 綁定,可能是其他命名空間的 PVC 捷足先登了。
  4. 檢查配額限制,AKS 和 EKS 都有磁碟數量和總容量的限制。

問題3:Pod 無法掛載 PV

症狀:在 AKS 或 EKS 中,Pod 啟動失敗,日誌顯示無法掛載卷,就像雲端的電梯壞掉了。

解決方案:

  1. 確認 PVC 已經成功綁定到 PV,使用 kubectl get pvc 檢查狀態。
  2. 仔細檢查 Pod 的 YAML 文件中的 volume 和 volumeMounts 配置,確保路徑正確。
  3. 查看節點上的存儲系統是否正常工作,可能需要檢查 Azure 或 AWS 的存儲服務狀態。
  4. 對於 AKS,檢查是否啟用了 Azure Disk 或 Azure File 的相關附加組件。對於 EKS,確保正確配置了 IAM 角色,允許 EKS 訪問 EBS。

問題4:數據跑路了

症狀:在 AKS 或 EKS 中重啟 Pod 後,之前存儲的數據不見了,就像被雲霧吞噬。

解決方案:

  1. 確保使用的是持久卷(PV)而不是臨時存儲(emptyDir)。
  2. 檢查 PV 的 Reclaim Policy,在雲環境中特別要小心 Delete 策略,它可能會導致 Azure Disk 或 EBS 卷被刪除。
  3. 利用 Azure 或 AWS 的快照功能定期備份重要數據。
  4. 對於 StatefulSet,確保使用了正確的 volumeClaimTemplates。

第五關:K8s 存儲專家的秘密武器

作為一名 K8s 存儲大師,我們還有一些秘密武器可以應對各種挑戰:

  1. StorageClass:自動化 PV 的創建過程,就像有一個會自動整理的魔法書架。
  2. Volume Snapshots:為 PV 創建快照,方便備份和恢復,就像給魔法書拍立得。
  3. CSI(Container Storage Interface):使用標準接口,輕鬆集成各種存儲系統,就像一個通用的魔法接口。
  4. Rook:將 Ceph 等複雜的存儲系統變成 K8s 原生資源,就像把複雜的魔法陣簡化成簡單的咒語。

這些工具就像是魔法師的百寶袋,能夠幫助我們應對各種存儲挑戰!

第六關:AKS 和 EKS 環境下的 PV 探險

在 AKS 和 EKS 的世界裡,PV 的冒險變得更加刺激。想像一下,我們不是在本地的小池塘,而是在廣闊的雲海中遨遊:

  1. 雲端存儲的海洋: AKS 使用 Azure Disk 和 Azure File,而 EKS 主要使用 EBS 和 EFS。這就像是在不同的海域中航行,每個都有其獨特的風浪。

  2. 動態供應的魔法: both AKS 和 EKS 支持動態卷供應。這就像是能夠憑空變出新的島嶼:

    apiVersion: storage.k8s.io/v1
    kind: StorageClass
    metadata:
      name: fast
    provisioner: kubernetes.io/azure-disk  # 或 ebs.csi.aws.com
    parameters:
      storageaccounttype: Premium_LRS  # 對於 AKS
      type: gp2  # 對於 EKS
    
  3. 檢查雲端寶藏: 要查看 PV 的實際狀態,我們需要使用雲提供商的工具:

    • 對於 AKS:使用 Azure CLI 或 Azure 門戶
    • 對於 EKS:使用 AWS CLI 或 AWS 管理控制台
  4. 解決消失的存儲之謎: 如果 PV 似乎消失了,別慌!檢查以下幾點:

    • 在 AKS 中,查看 Azure Disk 或 Azure File Share 是否還存在
    • 在 EKS 中,檢查 EBS 卷或 EFS 文件系統是否完好
  5. 測試雲端存儲的威力: 在 Pod 中測試寫入數據:

    kubectl exec -it <pod-name> -- sh -c "echo 'cloud test' > /mnt/data/cloudfile.txt && ls -l /mnt/data"
    

    這就像是在雲端的畫布上作畫,看看它是否真的能持久保存。

  6. 權限和網絡的迷宮: 在雲環境中,別忘了檢查:

    • AKS:確保正確配置了 Managed Identities 或服務主體
    • EKS:檢查 IAM 角色和策略,確保 EKS 可以管理 EBS 或 EFS

記住,在 Docker Desktop 的世界裡,一切都是微縮的、虛擬的,但魔法的本質仍然不變。我們只需要用稍微不同的方式來施展我們的存儲魔法!

第七關:PV 問題排解思維導圖

讓我們用一個 Mermaid 思維導圖來總結 PV 問題的排解流程,這就像是我們的魔法問題解決樹:

Syntax error in textmermaid version 10.9.3

這個思維導圖就像是我們的魔法問題解決樹,指引著我們如何破解各種 PV 的謎題! 記住,在 AKS 和 EKS 的世界裡,我們有更多的能力,但也面臨著更複雜的挑戰。熟悉雲提供商的特定工具和服務,將使我們的 K8s 存儲冒險更加順利!

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