Volume - 挂载数据盘

容器中的文件在磁盘上是临时存放的，这给容器中运行的特殊应用程序带来一些问题。首先，当容器崩溃时，kubelet 将重新启动容器，容器中的文件将会丢失——因为容器会以干净的状态重建。其次，当在一个 Pod 中同时运行多个容器时，常常需要在这些容器之间共享文件。Kubernetes 抽象出 Volume 对象来解决这两个问题。

虽然 Docker 现在也能提供 Volume 驱动程序，但是目前功能还非常有限（例如，截至 Docker 1.7，每个容器只允许有一个 Volume 驱动程序，并且无法将参数传递给卷）。

Kubernetes 卷具有明确的生命周期——与包裹它的 Pod 相同。因此，卷比 Pod 中运行的任何容器的存活期都长，在容器重新启动时数据也会得到保留。当然，当一个 Pod 不再存在时，卷也将不再存在。也许更重要的是，Kubernetes 可以支持许多类型的卷，Pod 也能同时使用任意数量的卷。

Volume 的定义

卷的核心是包含一些数据的目录，Pod 中的容器可以访问该目录。特定的卷类型可以决定这个目录如何形成的，并能决定它支持何种介质，以及目录中存放什么内容。

使用卷时, Pod 声明中需要提供卷的类型 (.spec.volumes 字段)和卷挂载的位置 (.spec.containers[*].volumeMounts 字段)。

例如，一个Podthe-pod有两个容器the-container-one和the-container-two，要将一个空目录挂载到两个容器中：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: the-pod
spec:
  volumes: #这个字段定义Pod中的所有volume
  - name: the-volume #一个名叫the-volume的volume
    emptyDir: {} #是一个空目录
  containers:
  - image: the-image-one
    name: the-container-one
    volumeMounts:
    - name: the-volume #把the-volume
      mountPath: /a-mount-path #挂载到容器内的/a-mount-path中
  - image: the-image-two
    name: the-container-two
    volumeMounts:
    - name: the-volume #把the-volume
      mountPath: /another-mount-path #挂载到容器内的/another-mount-path中

Volume 的类型

emptyDir

顾名思义，这种Volume将创建一个空目录，只要 Pod 在该节点上运行，卷就一直存在，Pod内的容器也都可以读写其中的内容。

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。

一些正确使用方法：

• 开一个emptyDir用作硬盘上的缓存空间，例如基于磁盘的归并排序
• 用emptyDir为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（容器意外退出）状态恢复执行
• 在 Web 服务器容器服务数据时，用emptyDir保存内容管理器容器获取的文件

范例见上面“Volume 的定义”。

hostPath

hostPath卷能将主机节点文件系统上的文件或目录挂载到您的 Pod 中。 虽然这不是大多数 Pod 需要的，但是它为一些应用程序提供了强大的逃生舱。

一些正确使用方法：

• 运行一个需要访问 Docker 引擎内部机制的容器；请使用 hostPath 挂载 /var/lib/docker 路径。
• 在容器中运行 cAdvisor 时，以 hostPath 方式挂载 /sys。
• 允许 Pod 指定给定的 hostPath 在运行 Pod 之前是否应该存在，是否应该创建以及应该以什么方式存在。

除了必需的 path 属性之外，用户可以选择性地为 hostPath 卷指定 type。

支持的 type 值如下：

取值	行为
	空字符串（默认）用于向后兼容，这意味着在安装 hostPath 卷之前不会执行任何检查。
DirectoryOrCreate	如果在给定路径上什么都不存在，那么将根据需要创建空目录，权限设置为 0755，具有与 Kubelet 相同的组和所有权。
Directory	在给定路径上必须存在的目录。
FileOrCreate	如果在给定路径上什么都不存在，那么将在那里根据需要创建空文件，权限设置为 0644，具有与 Kubelet 相同的组和所有权。
File	在给定路径上必须存在的文件。
Socket	在给定路径上必须存在的 UNIX 套接字。
CharDevice	在给定路径上必须存在的字符设备。
BlockDevice	在给定路径上必须存在的块设备。

当使用这种类型的卷时要小心，因为：

• 具有相同配置（例如从 podTemplate 创建）的多个 Pod 会由于节点上文件的不同而在不同节点上有不同的行为。
• 当 Kubernetes 按照计划添加资源感知的调度时，这类调度机制将无法考虑由 hostPath 使用的资源。
• 基础主机上创建的文件或目录只能由 root 用户写入。您需要在特权容器中以 root 身份运行进程，或者修改主机上的文件权限以便容器能够写入 hostPath 卷。

示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: the-pod
spec:
  volumes: #这个字段定义Pod中的所有volume
  - name: the-volume #一个名叫the-volume的volume
    hostPath: #这是一个hostPath卷
      path: /the/path/you/want/to/mount #要挂载的主机文件路径
      type: DirectoryOrCreate # 确保文件所在目录成功创建
  containers:
  - image: the-image-one
    name: the-container-one
    volumeMounts:
    - name: the-volume #把the-volume
      mountPath: /a-mount-path #挂载到容器内的/a-mount-path中
  - image: the-image-two
    name: the-container-two
    volumeMounts:
    - name: the-volume #把the-volume
      mountPath: /another-mount-path #挂载到容器内的/another-mount-path中

configMap

用configMap填充数据卷，具体见《ConfigMap - 按照配置文件在容器中生成环境变量》。

secret

在 Pod 中使用 Secret 文件，具体见《Secret - 保存敏感信息》。

downwardAPI

在 Pod 中使用 downwardAPI，具体见《downwardAPI - 让容器了解自己的情况》。

projected

projected 卷类型能将若干现有的卷来源映射到同一目录上。

目前，可以映射的卷来源类型如下：

• secret
• downwardAPI
• configMap
• serviceAccountToken

比如，把一个secret、downwardAPI 和 configmap映射到一起：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volume-test
spec:
  containers:
  - name: container-test
    image: busybox
    volumeMounts:
    - name: all-in-one
      mountPath: "/projected-volume"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: all-in-one
    projected:
      sources:
      - secret: #一个secret
          name: mysecret
          items:
            - key: username
              path: my-group/my-username #放到my-group/my-username
      - downwardAPI: #两个downwardAPI
          items:
            - path: "my-group/labels" #metadata.labels Pod标签列表放到my-group/labels
              fieldRef:
                fieldPath: metadata.labels
            - path: "my-group/cpu_limit" #limits.cpu资源情况放到my-group/labels
              resourceFieldRef:
                containerName: container-test
                resource: limits.cpu
      - configMap:  #一个configMap
          name: myconfigmap
          items:
            - key: config
              path: my-group/my-config #放到my-group/my-config

persistentVolumeClaim

在Pod中使用K8S持久卷，具体见《PersistentVolume和PersistentVolumeClaim - K8S持久卷的定义和使用》

local

local 卷指的是所挂载的某个本地存储设备，例如磁盘、分区或者目录。

local 卷只能用作静态创建的持久卷。尚不支持动态配置。

相比 hostPath 卷，local 卷可以以持久和可移植的方式使用，而无需手动将 Pod 调度到节点，因为系统通过查看 PersistentVolume 所属节点的亲和性配置，就能了解卷的节点约束。

其他 Volume 类型

前置知识：CSI和FlexVolume

CSI是Container Storage Interface的缩写。CSI是由来自Kubernetes、Mesos、 Docker等社区的member联合制定的一个行业标准接口规范，旨在将任意存储系统暴露给容器化应用程序。CSI规范定义了存储提供商（SP）实现CSI兼容插件的最小操作集和部署建议。CSI规范的主要焦点是声明插件必须实现的接口。

所有符合CSI标准的存储系统都可以通过csi类型的 Volume 挂载到K8S，此处不再展开介绍。

FlexVolume 是一个自 1.2 版本（在 CSI 之前）以来在 Kubernetes 中一直存在的 out-of-tree 插件接口。 它使用基于 exec 的模型来与驱动程序对接。 用户必须在每个节点（在某些情况下是主节点）上的预定义卷插件路径中安装 FlexVolume 驱动程序可执行文件。

所有实现了FlexVolume接口的存储系统都可以通过flexVolume类型的 Volume 挂载到K8S，此处不再展开介绍。

注：目前阿里云的存储服务就是用FlexVolume接入K8S。

基于云存储的卷

类型字段	相关云服务
awsElasticBlockStore	AWS EBS服务介绍
azureDisk	Microsoft Azure 数据盘（Data Disk）介绍
azureFile	Microsoft Azure 文件卷（File Volume） (SMB 2.1 和 3.0)
gcePersistentDisk	谷歌计算引擎(GCE)持久盘(PD)介绍
gitRepo	(已弃用)挂载一个空目录，并将一个 Git 仓库克隆到这个目录中

基于分布式存储或网络文件系统软件的卷

类型字段	挂载的卷类型
cephfs	分布式文件系统CephFS
rbd	RADOS (Reliable, Autonomic Distributed Object Store) 是Ceph的核心之一，可以单独作为一种分布式数据存储系统
cinder	OpenStack Cinder块存储服务
flocker	开源的、集群化的容器数据卷管理器Flocker
glusterfs	开源网络文件系统Glusterfs
nfs	NFS(Network File System，网络文件系统)是由SUN公司研制的一种UNIX表示层协议(presentation layer protocol)
quobyte	软件定义分布式文件系统Quobyte
scaleIO	软件定义分布式文件系统ScaleIO
portworxVolume	基于容器的分布式存储Portworx
storageos	基于容器的分布式存储StorageOS
vsphereVolume	VMware 的 vSphere VMDK卷

基于光纤存储技术的卷

类型字段	挂载的卷类型
fc	光纤通道卷 光纤通道介绍
iscsi	iSCSI卷 iSCSI介绍