存储与资源

2024/05/28
k8s

配置

配置最佳实践

Secret

Secret 对象类型用来保存敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 SSH 密钥。将这些信息放在 Secret 中会更加的灵活和安全。

k8s可以创建三种类型的 Secret:

$ kubectl create secret --help

Available Commands:
  docker-registry   创建一个给 Docker registry 使用的 Secret
  generic           Create a secret from a local file, directory, or literal value
  tls               创建一个 TLS secret
bash

docker-registry

创建一个 docker 镜像的拉取秘钥。

用法：

$ kubectl create secret docker-registry NAME --docker-username=user --docker-password=password --docker-email=email \
    [--docker-server=string] [--from-file=[key=]source] [--dry-run=server|client|none] [options]
bash

一般只需要提供如下参数：

  • docker-username: 用户名
  • docker-password： 密码
  • docker-server：私有仓库服务器

创建完成后，可以直接在 Pod 的 spec.imagePullSecrets 中使用：

kind: Pod
spec:
    imagePullSecrets:
        - name: secret-name1
        - name: secret-name2
yaml

generic

generic 的 secret 一般有下面的几种类型：

内置类型用法
Opaque用户定义的任意数据
kubernetes.io/service-account-token服务账号令牌
kubernetes.io/dockercfg~/.dockercfg文件的序列化形式
kubernetes.io/dockerconfigjson~/.docker/config.json 文件的序列化形式
kubernetes.io/basic-auth用于基本身份认证的凭据
kubernetes.io/ssh-auth用于SSH身份认证的凭据
kubernetes.io/tls用于TLS客户端或者服务器端的数据
bootstrap.kubernetes.io/token启动引导令牌数据

常见用例：

kubectl create secret generic dev-db-secret --from-literal=username=devuser --from-iteral=password=abc123

## 生成如下的yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata: 
  name dev-db-secret
data:
  password: <base64: devuser>
  username: <base64: abc123>
bash

使用Secret

可以通过环境变量使用 Secret:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-secret
spec:
  containers:
    - name: pod-secret
      image: busybox
      command: ["sh", "echo", "$MY_SECRET_ENV"]
      env:
        # 通过环境变量使用Secret
        - name: MY_SECRET_ENV
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: <secret-name>
              key: <secret-key>
yaml

引用配置

使用kubectl explain pod.spec.containers.env.valueFrom既可查看所有能够引用的类型。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test
spec:
  containers:
    - name: pod-test
      image: busybox
      resources:
        limits:
          cpu: 5m
      env:
        - name: SECRET_REF
          valueFrom:
            # 引用一个 Secret
            secretKeyRef:
              name: <secret-name>
              key: <secret-key>
        - name: FIELD_REF
          valueFrom:
            # 引用一个属性
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: RESOURCE_REF
          valueFrom:
            # 引用一个资源
            resourceFieldRef:
              containerName: pod-test
              resource: limit.cpu
yaml
  • filedRef可用值：metadata.name, metadata.namespace, metadata.labels['<KEY>'], metadata.annotations['<KEY>'], spec.nodeName, spec.serviceAccountName, status.hostIP, status.podIP, status.podIPs
  • resourceFieldRef可用值: limits.cpu, limits.memory, limits.ephemeral-storage, requests.cpu, requests.memory and requests.ephemeral-storage

环境变量引用的方式不会被自动更新

PVC

持久卷

PVC 用于抽象存储，当 Pod 需要使用一块空间时只需要申请就可以了，并不需要关心这块存储是如何实现的，只需提供自己所需要的空间，K8s就能够自动进行分配。

申请一块存储空间

kubectl explain pod.spec.volumes.persistentVolumeClaim

apiVerson: v1
kind: Pod
spec:
  volumes:
    - name: pvc
      # 申请一个持久卷，关联一个PV(PersistentVolume)
      persistentVolumeClaim:  
        # 指定一份申请书 (PVC)
        claimName: my-pvc
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  storageClassName: <storage-class-name>
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      # 申请 50 MB
      storage: 50m
yaml

创建 PV 池

静态供应

PV 池可以提前被创建好，使用下面的 yaml 就可以创建一个 PV:

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec: 
  # 可以填任意名称
  storageClassName: my-storage-class-name
  capacity:
    # 存储空间
    storage: 10m
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  # 使用 hostPath 存储
  hostPath:
    path: "/mnt/data"
  # 或者使用 nfs 存储
  nfs:
    server: 10.0.0.1
    path: /nfs/data/abc
yaml

storageClassName 用于分组，一个 storageClassName 下可以创建多个 PV。

动态供应

动态供应，则是把应该由运维手动创建的 PV 转交给 provisioner(供应商) 来进行创建。

使用 nfs 进行供应：文档

使用手动部署方式，进入仓库的 /deploy 文件夹，里面的 class.yaml、deployment.yaml 和 rbac.yaml.

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-client
provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner # or choose another name, must match deployment's env PROVISIONER_NAME'
parameters:
  archiveOnDelete: "false"
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  labels:
    app: nfs-client-provisioner
  # replace with namespace where provisioner is deployed
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner
    spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner
      containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: registry.k8s.io/sig-storage/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            # 和上面的 StorageClass 的 provisioner 值对应
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
            - name: NFS_SERVER
              value: 10.3.243.101
            - name: NFS_PATH
              value: /ifs/kubernetes
      volumes:
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 10.3.243.101
            path: /ifs/kubernetes
---
#
# rbac.yaml 中的内容
#
yaml

创建完成后，PVC 的 spec.storageClassName 只需要填上指定的 StorageClass 就可以实现动态供应了。

PV 的回收策略

当存在一个 PVC 时，当时没有对应的可用组员，它会先处于 Pending 状态。当有合适的 PV 时，PVC 会自动绑定。

当 PVC 绑定了一个 PV 后，当这个 PVC 被删除后，默认情况下这个 PVC 所绑定的 PV 不会被释放。

每个持久卷会处于以下阶段（Phase）之一：

  • Available: 卷是一个空闲资源，尚未绑定到任何申领
  • Bound: 该卷已经绑定到某申领
  • Released: 所绑定的申领已被删除，但是关联存储资源尚未被集群回收
  • Failed: 卷的自动回收操作失败

保留 (Retain)

当 PVC 被删除后仍然保留 PV，即用户需要手动回收资源，此时卷的状态为 RELEASED。

[docker@VM-12-7-opencloudos pvc]$ kubectl get pv
NAME       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM                STORAGECLASS            VOLUMEATTRIBUTESCLASS   REASON   AGE
my-pv10m   10m        RWO            Retain           Available                        my-storage-class-name   <unset>                          11m
my-pv50m   50m        RWO            Retain           Released    default/my-pvc-40m   my-storage-class-name   <unset>                          10m
bash

可以通过下面的步骤来手动回收：

  1. 删除 PV 对象。删除 PV 对象并不会删除其对应的文件夹中的资源。
  2. 根据需要手动清除 PV 对应的文件夹上的资源
  3. 删除对应的关联存储资产
  4. 如果需要，重新创建 PV

删除 (Delete)

K8s 会直接将 PV 删除，同时删除对应的关联资源。

使用 Delete 必须要求对应的存储实现提供相关的删除插件，否则会删除失败。例如 AWS EBS、GCE PD等.

回收 (Recycle)

回收会直接清除 PV 对应目录上的数据(会执行 rm -rf)。执行完成后，该 PV 将允许重新使用。

资源限制

ResourceQuota

ResourceQuota

kubectl explain ResourceQuota

资源配额，通过 ResourceQuota 对象来定义，对每个命名空间的资源消耗总量提供限制。它可以限制命名空间中某种类型对象的总数目上限，也可以限制命名空间中 Pod 可以使用的计算资源总上限。

  • 如果名称空间的计算资源 (如 cpu 和 memory) 的配额被启用，则用户必须为这些资源设定请求值 (request) 和约束值 (limit)，否则配额系统将拒绝 Pod 的创建。可以使用 LimitRanger 准入控制器来为没有设置计算资源需求的 Pod 设置默认值。

  • 如果资源创建或者更新违反了配额约束，那么该请求就会报错 (HTTP 403 FORBIDDEN)，并在消息中给出有可能违反的约束。

计算资源配额

资源名称描述
limits.cpu所有非终止状态的Pod，其 CPU 限额总量不能超过该值
limits.memory所有非终止状态的Pod，其内存限额总量不能超过该值
requests.cpu所有非终止状态的Pod，其 CPU 需求总量不能超过该值
request.memory所有非终止状态的Pod，其内存需求总量不能超过该值
hugepages-对于所有非终止状态的Pod，针对指定尺寸的巨页请求总数不能超过该值

存储资源配额

资源名称描述
requests.storage所有PVC，存储资源的需求总量不能超过该值
persistentvolumeclaims在该命名空间中所允许的 PVC 总量
.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage限制对应的storageClass所能拥有的 PVC 总量
.storageclass.storage.k8s.io/persistentvolumeclaims限制对应的storageClass所能拥有的 PVC 数量

对象数量配额

可以通过下面的写法来限制 Kubernetes API 中一种特定资源类型的总数：

  • count/.：用于非核心（core）组的资源
  • count/：用于核心组的资源

常用的一些资源：

  • count/persistentvolumeclaims
  • count/services
  • count/secrets
  • count/configmaps
  • count/replicationcontrollers
  • count/deployments.apps
  • count/replicasets.apps
  • count/statefulsets.apps
  • count/jobs.batch
  • count/cronjobs.batch
IceOfSummerの博客 @IceOfSummer
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