一 持久存儲1.1 持久存儲概述默認情況下,運行容器使用容器內的臨時存儲。Pods由一個或多個容器組成,這些容器一起部署,共享相同的存儲和其他資源,可以在任何時候創(chuàng)建、啟動、停止或銷毀。使用臨時存儲意味著,當容器停止時,寫入容器內的文件系統(tǒng)的數據將丟失。
當容器在停止時也需要持久的保存數據時,OpenShift使用Kubernetes持久卷(PVs)為pod提供持久存儲。
1.2 持久存儲場景 通常用于數據庫,啟動一個數據庫的pod時提供的默認臨時存儲。如果銷毀并重新創(chuàng)建數據庫pod,則銷毀臨時存儲并丟失數據。如果使用持久存儲,則數據庫將數據存儲到pod外部的持久卷中。如果銷毀并重新創(chuàng)建pod,數據庫應用程序將繼續(xù)訪問存儲數據的相同外部存儲。
1.3 持久存儲相關概念持久卷(PV)是OpenShift資源,它只由OpenShift管理員創(chuàng)建和銷毀。持久卷資源表示所有OpenShift節(jié)點都可以訪問的網絡連接存儲。
持久性存儲組件:
OCP使用Kubernetes持久卷(PV)技術,允許管理員為集群提供持久性存儲。開發(fā)人員使用持久性卷聲明(PVC)請求PV資源,而不需要了解具體的底層存儲基礎設施。
Persistent Volume:PV是OpenShift集群中的資源,由PersistentVolume API對象定義,它表示集群中由管理員提供的現有網絡存儲的一部分。它是集群中的資源,就像節(jié)點是集群資源一樣。PV的生命周期獨立于使用PV的任何單獨pod。
Persistent Volume Claim:pvc由PersistentVolumeClaim API對象定義,該對象表示開發(fā)人員對存儲的請求。它與pod類似,pod消耗節(jié)點資源,而pvc消耗PV資源。
1.4 持久存儲插件卷是掛載的文件系統(tǒng),對pods及其容器可用,并且可以由許多本地或網絡連接的存儲進行備份。OpenShift使用插件來支持以下不同的后端用于持久存儲:
1.5 PV訪問模式PV可以以resource provider的任何方式掛載在主機上,provider具有不同的功能,并且每個持久卷的訪問模式都設置為該特定卷支持的特定模式。例如,NFS可以支持多個讀/寫客戶端,但是特定的NFS PV可以在服務器上作為只讀導出。
每個PV接收自己的一組訪問模式,描述特定的持久卷的功能。
訪問模式見下表:
PV claims與具有類似訪問模式的卷匹配。唯一的兩個匹配標準是訪問模式和大小。claim的訪問模式表示請求。因此,可以授予用戶更大的訪問權限,但絕不能減少訪問權限。例如,如果一個claim請求RWO,但是惟一可用的卷是NFS PV (RWO+ROX+RWX),那么claim將匹配NFS,因為它支持RWO。
所有具有相同模式的卷都被分組,然后按大小(從最小到最大)排序。
master上負責將PV綁定到PVC上的service接收具有匹配模式的組,并在每個組上迭代(按大小順序),直到一個大小匹配為止,然后將PV綁定到PVC上。
1.6 Persistent Volume Storage ClassesPV Claims可以通過在storageClassName屬性中指定它的名稱來選擇性地請求特定的存儲類。只有與PVC具有相同存儲類名稱的請求類的pv才能綁定到PVC。
集群管理員可以為所有PVC設置一個默認存儲類,或者配置動態(tài)供應程序來服務一個或多個存儲類,這些存儲類將匹配可用PVC中的規(guī)范。
1.7 創(chuàng)建pv和PVC資源pv是集群中的資源,pvc是對這些資源的請求,也充當對資源的claim檢查。pv與PVCs的相互作用具有以下生命周期:
集群管理員創(chuàng)建任意數量的pv,這些pv表示集群用戶可以通過OpenShift API使用的實際存儲的信息。
用戶創(chuàng)建具有特定存儲量、特定訪問模式和可選存儲類的PVC。master監(jiān)視新的pvc,要么找到匹配的PV,要么等待存儲類創(chuàng)建一個供應程序,然后將它們綁定在一起。
Pods使用claims作為卷。集群檢查查找綁定卷的聲明,并為pod綁定該卷。對于那些支持多種訪問模式的卷,用戶在將其聲明用作pod中的卷時指定需要哪種模式。
一旦用戶有了一個claim,并且該claim被綁定,綁定的PV就屬于用戶,使用過程中該PV都屬于該用戶。用戶通過在pod的Volume中包含一個持久的卷claim來調度pod并訪問其聲明的pv。
1.8 使用NFS的PVOpenShift使用隨機uid運行容器,因此將Linux用戶從OpenShift節(jié)點映射到NFS服務器上的用戶并不能正常工作。作為OpenShift pv使用的NFS共享必須遵從如下配置:
示例配置:
/var/export/vol *(rw,async,all_squash)
其他NFS export選項,例如sync和async,與OpenShift無關。如果使用任何一個選項,OpenShift都可以工作。但是,在高延遲環(huán)境中,添加async選項可以加快NFS共享的寫操作(例如,將image push到倉庫的場景)。
使用async選項更快,因為NFS服務器在處理請求時立即響應客戶端,而不需要等待數據寫到磁盤。
當使用sync選項時,則相反,NFS服務器只在數據寫到磁盤之后才響應客戶端。
注意:NFS共享文件系統(tǒng)大小和用戶配額對OpenShift沒有影響。PV大小在PV資源定義中指定。如果實際文件系統(tǒng)更小,則PV被創(chuàng)建并綁定。如果PV更大,OpenShift不會將使用的空間限制為指定的PV大小,并且允許容器使用文件系統(tǒng)上的所有空閑空間。OpenShift自身提供了存儲配額和存儲位置限制,可用于控制項目中的資源分配。
默認的SELinux策略不允許容器訪問NFS共享。必須在每個OpenShift實例節(jié)點中更改策略,方法是將virt_use_nfs和virt_sandbox_use_nfs變量設置為true。
1 # setsebool -P virt_use_nfs=true 2 # setsebool -P virt_sandbox_use_nfs=true 1.9 NFS回收政策NFS支持OpenShift的Recyclable插件,根據在每個持久卷上設置的策略處理自動執(zhí)行回收任務。
默認情況下,持久卷被設置為Retain。Retain reclaim策略允許手動回收資源。當刪除pv claim時,持久卷仍然存在,并且認為該卷已被釋放。但它還不能用于另一個claim,因為來自前一個claim的數據仍然保留在卷上。此時管理員可以手動回收卷。
NFS卷及其回收策略設置為Recycle,表示在從claim中釋放后將被清除。例如,當將NFS回收策略設置為Recycle后,在刪除用戶綁定到該卷的pv claim之后,會在該卷上運行rm -rf命令。在它被回收之后,NFS卷可以直接綁定到一個新的pv claim。
1.10 Supplemental groupSupplemental group是常規(guī)的Linux組。當一個進程在Linux中運行時,它有一個UID、一個GID和一個或多個Supplemental group??梢詾槿萜鞯闹鬟M程設置這些屬性。
Supplemental groupid通常用于控制對共享存儲的訪問,比如NFS和GlusterFS,而fsGroup用于控制對塊存儲(如Ceph的RBD活iSCSI)的訪問。
OpenShift共享存儲插件掛載卷,以便使掛載上的POSIX權限與目標存儲上的權限匹配。例如,如果目標存儲的所有者ID是1234,組ID是5678,那么宿主節(jié)點和容器中的掛載將具有相同的ID。因此,容器的主進程必須匹配一個或兩個id,才能訪問該卷。
1 [root@node ~]# showmount -e 2 Export list for master.lab.: 3 /var/export/nfs-demo * 4 [root@services ~]# cat /etc/exports.d/nfs-demo.conf 5 /var/export/nfs-demo 6 ... 7 [root@services ~]# ls -lZ /var/export -d 8 drwx------. 10000000 650000 unconfined_u:object_r:usr_t:s0 /var/export/nfs-demo 圖上示例,UID 10000000和組650000可以訪問/var/export/nfs-demo export。通常,容器不應該作為root用戶運行。在這個NFS示例中,如果容器不是作為UID 10000000運行的,并且不是組650000的成員,那么這些容器就不能訪問NFS export。
1.11 通過fsgroup使用塊存儲fsGroup定義了pod的“file-system group”ID,該ID被添加到容器的supplemental group中。supplemental group ID應用于共享存儲,而fsGroup ID用于塊存儲。
塊存儲,如Ceph RBD、iSCSI和各種類型的云存儲,通常專用于單個pod。與共享存儲不同,塊存儲由pod接管,這意味著pod(或image)定義中提供的用戶和組id應用于實際的物理塊設備,塊存儲通常不共享。
1.12 SELINUX和卷security除了SCC之外,所有預定義的安全上下文約束都將seLinuxContext設置為MustRunAs。最可能匹配pod需求的SCC迫使pod使用SELinux策略。pod使用的SELinux策略可以在pod本身、image、SCC或project(提供默認值)中定義。
SELinux標簽可以在pod的securityContext中定義。,并支持user、role、type和level標簽。
1.13 ELinuxContext選項
如果不使用預先分配的值,則要求配置seLinuxOptions。使用seLinuxOptions作為默認值,從而針對seLinuxOptions驗證。
沒有提供默認,允許指定任何seLinuxOptions。
二 持久卷練習2.1 前置準備準備完整的OpenShift集群,參考《003.OpenShift網絡》2.1。
2.2 本練習準備 1 [student@workstation ~]$ lab deploy-volume setup
2.3 配置NFS本實驗不詳解NFS的配置和創(chuàng)建,直接使用/root/DO280/labs/deploy-volume/config-nfs.sh腳本實現,具體腳本內容可通過以下方式查看。
同時NFS由services節(jié)點提供。
1 [root@services ~]# less -FiX /root/DO280/labs/deploy-volume/config-nfs.sh 2 [root@services ~]# /root/DO280/labs/deploy-volume/config-nfs.sh #創(chuàng)建NFS 3 Export directory /var/export/dbvol created. 4 [root@services ~]# showmount -e #確認驗證 2.4 node節(jié)點掛載NFS1 [root@node1 ~]# mount -t nfs services.lab.:/var/export/dbvol /mnt 2 [root@node1 ~]# mount | grep /mnt 3 [root@node1 ~]# ll -a /mnt/ #檢查相關權限 1 [root@node1 ~]# umount /mnt/ #卸載 提示:建議node2也做以上掛載測試,測試完成后建議下載,NFS共享在OpenShift需要的時候會自動掛載。
2.5 創(chuàng)建持久卷1 [student@workstation ~]$ oc login -u admin -p redhat https://master.lab. 2 [student@workstation ~]$ less -FiX /home/student/DO280/labs/deploy-volume/mysqldb-volume.yml 3 apiVersion: v1 4 kind: PersistentVolume 5 metadata: 6 name: mysqldb-volume 7 spec: 8 capacity: 9 storage: 3Gi 10 accessModes: 11 - ReadWriteMany 12 nfs: 13 path: /var/export/dbvol 14 server: services.lab. 15 persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 16 [student@workstation ~]$ oc create -f /home/student/DO280/labs/deploy-volume/mysqldb-volume.yml 17 [student@workstation ~]$ oc get pv #查看PV 18 NAME CAPACITYACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE 19 mysqldb-volume 3Gi RWX Recycle Available 1m 2.6 創(chuàng)建項目1 [student@workstation ~]$ oc login -u developer -p redhat https://master.lab. 2 [student@workstation ~]$ oc new-project persistent-storage 2.7 部署應用1 [student@workstation ~]$ oc new-app --name=mysqldb 2 --docker-image=registry.lab./rhscl/mysql-57-rhel7 3 -e MYSQL_USER=ose 4 -e MYSQL_PASSWORD=openshift 5 -e MYSQL_DATABASE=quotes 6 [student@workstation ~]$ oc status #確認驗證 7 In project persistent-storage on server https://master.lab.:443 8 9 10 svc/mysqldb - 172.30.39.72:3306 11 dc/mysqldb deploys istag/mysqldb:latest 12 deployment #1 deployed 58 seconds ago - 1 pod 2.8 配置持久卷1 [student@workstation ~]$ oc describe pod mysqldb | grep -A2 'Volumes' #查看當前pod的Volume 2 Volumes: 3 mysqldb-volume-1: 4 Type: EmptyDir (a temporary directory that shares a pod's lifetime) 5 [student@workstation ~]$ oc set volumes dc mysqldb 6 --add --overwrite --name=mysqldb-volume-1 -t pvc 7 --claim-name=mysqldb-pvclaim 8 --claim-size=3Gi 9 --claim-mode='ReadWriteMany' #修改dc并創(chuàng)建PVC 10 [student@workstation ~]$ oc describe pod mysqldb | grep -E -A 2 'Volumes|ClaimName' #查看驗證 1 [student@workstation ~]$ oc get pvc #查看PVC 2 NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE 3 mysqldb-pvclaim Bound mysqldb-volume 3Gi RWX 2m 2.9 端口轉發(fā)1 [student@workstation ~]$ oc get pod 2 NAME READY STATUS RESTARTS AGE 3 mysqldb-2-r7wz8 1/1 Running 0 4m 4 [student@workstation ~]$ oc port-forward mysqldb-2-r7wz8 3306:3306 2.10 測試數據庫1 [student@workstation ~]$ mysql -h127.0.0.1 -uose -popenshift 2 quotes < /home/student/DO280/labs/deploy-volume/quote.sql #填充數據測試 3 [student@workstation ~]$ mysql -h127.0.0.1 -uose -popenshift 4 quotes -e "select count(*) from quote;" #確認填充完成 5 [student@workstation ~]$ ssh root@services ls -la /var/export/dbvol #查看NFS服務端數據 6 …… 7 drwxr-x---. 2 nfsnobody nfsnobody 54 Jul 21 23:43 quotes 8 …… 9 [student@workstation ~]$ ssh root@services ls -la /var/export/dbvol/quotes 10 total 116 11 drwxr-x---. 2 nfsnobody nfsnobody 54 Jul 21 23:43 . 12 drwx------. 6 nfsnobody nfsnobody 4096 Jul 21 23:39 .. 13 -rw-r-----. 1 nfsnobody nfsnobody 65 Jul 21 23:39 db.opt 14 -rw-r-----. 1 nfsnobody nfsnobody 8584 Jul 21 23:43 quote.frm 15 -rw-r-----. 1 nfsnobody nfsnobody 98304 Jul 21 23:44 quote.ibd 2.11 刪除PV1 [student@workstation ~]$ oc delete project persistent-storage #刪除項目 2 project "persistent-storage" deleted 3 [student@workstation ~]$ oc delete pv mysqldb-volume #刪除PV 4 persistentvolume "mysqldb-volume" deleted 2.12 驗證持久性刪除PV后驗證數據是否會長期保留。
1 [student@workstation ~]$ ssh root@services ls -la /var/export/dbvol 2 …… 3 drwxr-x---. 2 nfsnobody nfsnobody 54 Jul 21 23:43 quotes 4 …… 5 [student@workstation ~]$ ssh root@services rm -rf /var/export/dbvol/* #使用rm才可以徹底刪除 三 私有倉庫持久存儲3.1 創(chuàng)建私有倉庫持久卷OCP內部倉庫是source-to-image(S2I)流程的一個重要組件,該流程用于從應用程序源代碼創(chuàng)建pod。S2I流程的最終輸出是一個容器image,它被推送到OCP內部倉庫,然后可以用于部署。
在生產環(huán)境中,通常建議為內部倉庫提供一個持久性存儲。否則,在重新創(chuàng)建registry pod之后,S2I創(chuàng)建的pod可能無法啟動。例如,在master節(jié)點重新啟動之后。
OpenShift安裝程序配置并啟動一個默認的持久倉庫,該倉庫使用NFS共享,由Inventory文件中的openshift_hosted_registry_storage_*變量定義。在生產環(huán)境中,Red Hat建議由外部專用的存儲提供持久性存儲,該服務器配置為彈性和高可用性。
高級安裝程序將NFS服務器配置為使用外部NFS服務器上的持久存儲,在[NFS]字段中定義的一個NFS服務器的列表。該服務器與openshift_hosted_registry_storage*變量一起使用,以配置NFS服務器。
示例配置:
1 [OSEv3:vars] 2 openshift_hosted_registry_storage_kind=nfs #定義OCP存儲后端 3 openshift_hosted_registry_storage_access_modes=['ReadWriteMany'] #定義訪問模式,默認為ReadWriteMany,表示允許多個節(jié)點以讀寫形式掛載 4 openshift_hosted_registry_storage_nfs_directory=/exports #定義NFS服務器上的NFS存儲目錄 5 openshift_hosted_registry_storage_nfs_options='*(rw,root_squash)' #定義存儲卷的NFS選項。這些選項被添加到/etc/ exports.d/openshift-ansible.exports中。rw選項允許對NFS卷進行讀寫訪問,root_squash選項阻止遠程連接的根用戶擁有root特權,并為nfsnobody分配用戶ID 6 openshift_hosted_registry_storage_volume_name=registry #定義要用于持久倉庫的NFS目錄的名稱 7 openshift_hosted_registry_storage_volume_size=40Gi #定義持久卷大小 8 ... output omitted ... 9 [nfs] 10 services.lab. 在為持久倉庫安裝和配置存儲之后,OpenShift在OpenShift項目中創(chuàng)建一個名為register-volume的持久卷。持久性卷的容量為40gb,并且根據定義設置了Retain策略。同時默認項目中的pvc調用pv。
1 [student@workstation ~]$ oc describe pv registry-volume 2 Name: registry-volume #定義持久卷名 3 Labels: <none> 4 Annotations: pv.kubernetes.io/bound-by-controller=yes 5 StorageClass: 6 Status: Bound 7 Claim: default/registry-claim #定義使用持久卷的聲明 8 Reclaim Policy: Retain #默認持久卷策略,具有Retain策略的卷在從其聲明中釋放后不會被擦除 9 Access Modes: RWX #定義持久卷的訪問模式,由Ansible inventory文件的openshift_hosted_registry_storage_access_modes=['ReadWriteMany']變量定義 10 Capacity: 40Gi #定義持久卷的大小,由Ansible inventory文件的openshift_hosted_registry_storage_volume_size變量定義 11 Message: 12 Source: #定義存儲后端的位置和NFS共享 13 Type: NFS (an NFS mount that lasts the lifetime of a pod) 14 Server: services.lab. 15 Path: /exports/registry 16 ReadOnly: false 17 Events: <none> 運行以下命令,確認OpenShift內部倉庫已配置registry-volume作為默認的PersistentVolumeClaim。
1 [user@demo ~] oc describe dc/docker-registry | grep -A4 Volumes 2 Volumes: 3 registry-storage: 4 Type: PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace) 5 ClaimName: registry-claim 6 ReadOnly: false OCP內部倉庫將image和metadata存儲為普通文件和文件夾,這意味著可以檢查PV源存儲,查看倉庫是否向其寫入了文件。
在生產環(huán)境中,這是通過訪問外部NFS服務器來完成的。但是,在本環(huán)境中,NFS共享是在services的VM上配置的,因此ssh至services查看,以便于驗證OCP內部倉庫成功將image存儲到持久存儲中。
示例:一個名為hello的應用程序在default命名空間中運行,下面的命令驗證圖像是否存儲在持久存儲中。
1 [user@demo ~] ssh root@master ls -l 2 /var/export/registryvol/docker/registry/v2/repositories/default/ 四 PV綜合實驗4.1 前置準備準備完整的OpenShift集群,參考《003.OpenShift網絡》2.1。
4.2 本練習準備[student@workstation ~]$ lab storage-review setup
4.3 配置NFS本實驗不詳解NFS的配置和創(chuàng)建,直接使用/root/DO280/labs/deploy-volume/config-nfs.sh腳本實現,具體腳本內容可通過以下方式查看。
同時NFS由services節(jié)點提供。
1 [root@services ~]# less -FiX /root/DO280/labs/storage-review/config-review-nfs.sh 2 [root@services ~]# /root/DO280/labs/storage-review/config-review-nfs.sh #創(chuàng)建NFS 3 [root@services ~]# showmount -e #確認驗證 4.4 創(chuàng)建持久卷1 [student@workstation ~]$ oc login -u admin -p redhat https://master.lab. 2 [student@workstation ~]$ less -FiX /home/student/DO280/labs/storage-review/review-volume-pv.yaml 3 apiVersion: v1 4 kind: PersistentVolume 5 metadata: 6 name: review-pv 7 spec: 8 capacity: 9 storage: 3Gi 10 accessModes: 11 - ReadWriteMany 12 nfs: 13 path: /var/export/review-dbvol 14 server: services.lab. 15 persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 16 [student@workstation ~]$ oc create -f /home/student/DO280/labs/storage-review/review-volume-pv.yaml 17 [student@workstation ~]$ oc get pv #查看PV 18 NAME CAPACITYACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE 19 review-pv 3Gi RWX Recycle Available 13s 4.5 部署模板1 [student@workstation ~]$ less -FiX /home/student/DO280/labs/storage-review/instructor-template.yaml 2 [student@workstation ~]$ oc create -n openshift -f /home/student/DO280/labs/storage-review/instructor-template.yaml 3 #使用模板創(chuàng)建應用至openshift namespace中 4.6 創(chuàng)建項目1 [student@workstation ~]$ oc login -u developer -p redhat https://master.lab. 2 [student@workstation ~]$ oc new-project instructor 4.7 web部署應用瀏覽器訪問: https://master.lab.
選擇Catalog
選擇PHP,并使用instructor-template。
設置Application Hostname,然后直接下一步,模板會創(chuàng)建一個數據庫服務器。
單擊Continue to project overview以監(jiān)視應用程序的構建過程。從提供的服務框架中,單擊講師。單擊部署配置#1條目旁邊的下拉箭頭,打開部署面板。當構建完成時,build部分的Complete旁邊應該出現一個綠色的復選標記。
4.8 端口轉發(fā)1 [student@workstation ~]$ oc login -u developer -p redhat https://master.lab. 2 [student@workstation ~]$ oc get pod 3 NAME READY STATUS RESTARTS AGE 4 instructor-1-9fmct 1/1 Running 0 43s 5 instructor-1-build 0/1 Completed 0 2m 6 mysql-1-f7rrq 1/1 Running 0 2m 7 [student@workstation ~]$ oc port-forward mysql-1-f7rrq 3306:3306 4.9 填充數據庫1 [student@workstation ~]$ mysql -h127.0.0.1 -u instructor -ppassword 2 instructor < /home/student/DO280/labs/storage-review/instructor.sql 3 [student@workstation ~]$ mysql -h127.0.0.1 -u instructor -ppassword instructor -e "select * from instructors;" #查看 4 ![]() 4.10 測試訪問![]() 4.11 測試添加數據4.12 確認驗證1 [student@workstation ~]$ lab storage-review grade #環(huán)境腳本判斷實驗 4.13 清理刪除1 [student@workstation ~]$ oc login -uadmin -predhat 2 [student@workstation ~]$ oc delete project instructor 3 [student@workstation ~]$ oc delete pv review-pv 4 [student@workstation ~]$ ssh root@services 5 [root@services ~]# rm -rf /var/export/review-dbvol 6 [root@services ~]# rm -f /etc/exports.d/review-dbvol.exports |
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