Volume

什麼是 Volume

當我們在 Kubernetes 中談論 Volume 時，指的是用來儲存資料的地方。 Volume 提供了一種在容器之間共享資料和在容器重啟後保留資料的方法。

在 Kubernetes 中，Pod 是應用程序的運行單位，每個 Pod 內可以包含一個或多個容器。這些容器在運行時可能需要讀寫資料。然而，容器本身的儲存是臨時的，當容器重啟或崩潰時，資料會丟失。為了持久化資料（即使容器重啟或移動到不同的節點），我們需要使用 Volume。

Volume 的基本概念

• Volume：

  • Volume 是 Kubernetes 中的一塊儲存區域，可以掛載到 Pod 中的容器上。
  • 每個 Volume 都具有特定的生命周期，與 Pod 相同，即 Pod 被刪除時，Volume 也會被刪除（但資料可能會根據 Volume 類型保留）。

• 掛載（Mount）：

  • 將 Volume 掛載到容器內，容器就可以訪問該 Volume 中的資料。
  • 一個 Volume 可以被多個容器掛載，這樣容器間可以共享資料。

Volume 的種類

emptyDir

當 Pod 被分配到節點上時，會創建一個空的 Volume，Pod 運行期間，該 Volume 一直存在。 Pod 被刪除時，emptyDir 中的資料也會被刪除。 適合用於臨時儲存，例如臨時文件。

YAML 檔案範例

這個範例創建了一個 Pod，其中包含一個名為 test-volume 的 emptyDir Volume，並將其掛載到容器的 /usr/share/nginx/html 目錄。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pod
spec:
    containers:
        - name: test-container
        image: nginx
        volumeMounts:
            - name: test-volume
            mountPath: /usr/share/nginx/html
    volumes:
        - name: test-volume
        emptyDir: {}

hostPath

hostPath Volume 允許容器訪問節點上的文件系統中的文件或目錄，但這種 Volume 通常不建議使用，因為它可能會導致安全問題，並且在節點重啟時可能會丟失資料，不適合持久化資料。

危險

使用 hostPath Volume 時，要注意以下幾點：

• hostPath Volume 允許容器訪問節點上的文件系統，這可能會導致安全問題。
• 當 Pod 被調度到不同的節點時，hostPath Volume 中的資料不會被同步。
• 當節點重啟時，hostPath Volume 中的資料可能會丟失

YAML 檔案範例

在這個例子中：

• 定義了一個 hostPath Volume，路徑為 /tmp。
• 將該 Volume 掛載到容器的 /data 路徑。
• 容器會在 /data/hostpath.txt 文件中寫入日期時間戳。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: hostpath-pod
spec:
  containers:
    - name: mycontainer
      image: busybox
      command:
        [
          "sh",
          "-c",
          "while true; do echo $(date) >> /data/hostpath.txt; sleep 5; done",
        ]
      volumeMounts:
        - name: hostpath-volume
          mountPath: /data
  volumes:
    - name: hostpath-volume
      hostPath:
        path: /tmp
        type: Directory

local

local Volume 用於將集群節點上的本地儲存資源提供給 Pod，並且在使用 PV 和 PVC 的框架下管理本地儲存，以確保資料的持久性。

YAML 檔案範例

在這個例子中：

• 定義了一個 PV，指向節點上的 /mnt/disks/ssd1 路徑，並設置了節點親和性（node affinity）。
• 創建了一個 PVC，請求使用 local-storage 儲存類的 PV。
• 在 Pod 中使用這個 PVC，將其掛載到容器的 /data 路徑。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: local-pv
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi # PV 的容量，超過此容量將無法寫入，但可以讀取
  accessModes:
    - ReadWriteOnce # 只能被單個 Pod 掛載為讀寫模式，如果要多個 Pod 同時掛載，如果要多個 Pod 同時掛載為讀寫模式，可以使用 ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain # PV 回收策略，Retain 表示刪除 PV 時保留 PV 的資料
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /mnt/disks/ssd1 # PV 的路徑，即本地儲存的路徑
  nodeAffinity: # 節點親和性，指定 PV 只能被特定節點使用
    required:
      nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
            - key: kubernetes.io/hostname
              operator: In # In 表示節點的標籤值必須包含在 values 中
              values:
                - node1 # 只能被節點 node1 使用
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: local-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: local-storage
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: local-volume-pod
spec:
  containers:
    - name: mycontainer
      image: busybox
      command:
        [
          "sh",
          "-c",
          "while true; do echo $(date) >> /data/local.txt; sleep 5; done",
        ]
      volumeMounts:
        - name: local-storage
          mountPath: /data
  volumes:
    - name: local-storage
      persistentVolumeClaim:
        claimName: local-pvc

參考資料

• Kubernetes Volumes