DOF306 - Gestion des Volumes sous K8s

• DOF306 - Gestion des Volumes sous K8s
  • Contenu
  • Présentation
    • Volumes
    • Persistent Volumes
    • Types de Volumes
  • LAB #1 - Utiliser des Volumes K8s
    • 1.1 - Volumes et volumeMounts
    • 1.2 - Partager des volumes entre conteneurs
  • LAB #2 - Volumes Persistants
    • 2.1 - Storage Classes
    • 2.2 - Persistent Volumes
    • 2.3 - Persistent Volume Claims
    • 2.4 - Utiliser un PersistentVolumeClaim dans un pod
    • 2.5 - Redimensionnement d'un PersistentVolumeClaim

Le système de fichiers d'un conteneur dans un pod est éphémère, à savoir qu'il n'existe que pendant le cycle de vie du conteneur. Si le conteneur est supprimé ou re-créé, le système de fichiers est perdu.

Les volumes permettent le stockage de données en dehors du système de fichiers du conteneur tout en permettant le conteneur d'y accéder.

Un Persistent Volume (Volume Persistant) est une ressource abstraite qui peut être consommer par des pods. Pour accéder au Persistent Volume, le pod a besoin d'un Persistent Volume Claim (Réclamation de Volume Persistant) pour monter le Persistent Volume dans le pod.

Les Volumes et les Persistent Volumes ont un Volume Type (Type de Volume). Le Volume Type détermine le Storage Method (Méthode de Stockage) des données. Parmi les Storage Methods on trouve :

• NFS,
• AWS,
• Azure,
• GCP,
• ConfigMaps,
• Secrets,

Les Volumes sont configurés dans la spécification du pod et non le conteneur. Les deux Volume Types les plus important sont hostPath et emptyDir :

• hostPath,
  • Les données sont stockés localement dans un répertoire statique du noeud K8s,
• emptyDir,
  • Les données sont stockés localement dans un répertoire dynamique,
  • Le répertoire n'existe que pendant que le pod existe sur le noeud,
  • K8s supprime le répertoire et les données lors de la suppression ou le déplacement du pod,
  • Ce Volume Type est principalement utilisé pour partager des données entre deux conteneurs dans un pod.

Un volumeMount est configuré dans la spécification du conteneur et non le pod

Commencez par créer le fichier volume.yaml :

root@kubemaster:~# vi volume.yaml
root@kubemaster:~# cat volume.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: volumepod
spec:
  restartPolicy: Never
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'echo Success! > /output/success.txt']
    volumeMounts:
    - name: myvolume
      mountPath: /output
  volumes:
  - name: myvolume
    hostPath:
      path: /var/data

Créez le pod volumepod :

root@kubemaster:~# kubectl create -f volume.yaml
pod/volumepod created

Identifiez le noeud sur lequel s'exécute le pod :

root@kubemaster:~# kubectl get pod volumepod -o wide
NAME        READY   STATUS      RESTARTS   AGE     IP               NODE                       NOMINATED NODE   READINESS GATES
volumepod   0/1     Completed   0          3m10s   192.168.150.41   kubenode2.ittraining.loc   <none>           <none>

Connectez-vous au nœud identifié :

root@kubemaster:~# ssh -l trainee kubenode2
trainee@kubenode2's password: trainee
Linux kubenode2.ittraining.loc 4.9.0-19-amd64 #1 SMP Debian 4.9.320-2 (2022-06-30) x86_64

The programs included with the Debian GNU/Linux system are free software;
the exact distribution terms for each program are described in the
individual files in /usr/share/doc/*/copyright.

Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent
permitted by applicable law.
Last login: Sun Sep  4 13:24:39 2022 from 192.168.56.2

Vérifiez la présence et le contenu du fichier /var/data/success.txt :

trainee@kubenode2:~$ cat /var/data/success.txt
Success!

Retournez au kubemaster :

trainee@kubenode2:~$ exit
déconnexion
Connection to kubenode2 closed.
root@kubemaster:~# 

Créez maintenant le fichier shared.yaml :

trainee@kubenode2:~$ vi shared.yaml
trainee@kubenode2:~$ cat shared.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sharedvolume
spec:
  containers:
  - name: busybox1
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'while true; do echo Success! > /output/output.txt; sleep 5; done']
    volumeMounts:
      - name: myvolume
        mountPath: /output
  - name: busybox2
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'while true; do cat /input/output.txt; sleep 5; done']
    volumeMounts:
    - name: myvolume
      mountPath: /input
  volumes:
  - name: myvolume
    emptyDir: {}

Créez les deux pods :

root@kubemaster:~# kubectl create -f shared.yaml
pod/sharedvolume created

Vérifiez que les deux pods sont en cours d'exécution :

root@kubemaster:~# kubectl get pods sharedvolume
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
sharedvolume   2/2     Running   0          5m55s

Consultez maintenant les logs du deuxième conteneur :

root@kubemaster:~# kubectl logs sharedvolume -c busybox2
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!
Success!

• StorageClassName,
  • Un StorageClassName est utilisé pour spécifier le StorageClass.
• StorageClass,
  • Un StorageClass est utilisé pour spécifier le type de service de stockage utilisé, par exemple, un disque local, le cloud etc,
  • Si la valeur du allowVolumeExpansion est true et le type de service de stockage le permet, un PersistentVolumeClaim peut être redimensionner à chaud.

Créez le fichier localdisk.yaml pour définir le StorageClass appelé localdisk :

root@kubemaster:~# vi localdisk.yaml
root@kubemaster:~# cat localdisk.yaml 
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: localdisk
provisioner: kubernetes.io/no-provisioner
allowVolumeExpansion: true

Créez le StorageClass localdisk :

root@kubemaster:~# kubectl create -f localdisk.yaml

Créez le fichier mypv.yaml pour définir le PersistentVolume appelé mypv :

root@kubemaster:~# vi mypv.yaml
root@kubemaster:~# cat mypv.yaml 
kind: PersistentVolume
apiVersion: v1
metadata:
  name: mypv
spec:
  storageClassName: localdisk
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  hostPath:
    path: /var/output

Il existe quatre types d'accessModes :

• ReadWriteOnce ou RWO,
  • le volume ne peut être monté que par un seul noeud,
• ReadOnlyMany ou ROX,
  • le volume peut être monté en lecture seule par plusieurs noeuds,
• ReadWriteMany ou RWX,
  • le volume peut être monté en lecture-écriture par plusieurs noeuds,
• ReadWriteOncePod ou RWOP,
  • le volume ne peut être monté que par un seul pod.

La disponibilité de l'accessMode dépend du type de service de stockage. Le mode ReadWriteOnce étant toujours disponible. Pour plus d'information concernant les accessMode, consultez cette page.

Il existe trois types de PersistentVolumeReclaimPolicy :

• Retain,
  • Les données ne sont pas supprimées lors de la suppression d'un PersistentVolumeClaim,
• Delete,
  • Supprime automatiquement la ressource de stockage lors de la suppression d'un PersistentVolumeClaim,
  • A noter que Delete ne fonctionne qu'avec des services de clouds publiques tels AWS, GCP etc,
• Recycle,
  • Supprime automatiquement les données,
  • A noter que Recycle permet la réutilisation immédiate des ressources de stockage libérées lors de la suppression d'un PersistentVolumeClaim.

Créez le PersistentVolume mypv :

root@kubemaster:~# kubectl create -f mypv.yaml
persistentvolume/mypv created

Vérifiez le statut du PersistentVolume :

root@kubemaster:~# kubectl get pv
NAME   CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv   1Gi        RWO            Recycle          Available           localdisk               5m28s

• Un PersistentVolumeClaim représente la demande d'un utilisateur d'une ressource de stockage,
  • Le PersistentVolumeClaim spécifie un StorageClassName, un AccessMode et une taille,
• Lors sa création, le PersistentVolumeClaim recherche un PersistentVolume capable de satisfaire la demande formulée,
  • Si le résultat de la recherche est positive, le PersistentVolumeClaim est automatiquement lié au PersistentVolume,
  • Dans le cas contraire, le PersistentVolumeClaim reste en attente jusqu'à la création d'un PersistentVolume capable de satisfaire la demande formulée,
  • Pour redimensionner, sans interruption de service, un PersistentVolumeClaim il convient de modifier la valeur du spec.resources.requests.storage du fichier yaml.

Créez le fichier mypvc.yaml pour définir le PersistentVolumeClaim appelé my-pvc :

root@kubemaster:~# vi mypvc.yaml
root@kubemaster:~# cat mypvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  storageClassName: localdisk
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 100Mi

Créez le PersistentVolumeClaim my-pvc :

root@kubemaster:~# kubectl create -f mypvc.yaml
persistentvolumeclaim/my-pvc created

Vérifiez le statut du PersistentVolume :

root@kubemaster:~# kubectl get pv
NAME   CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM            STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv   1Gi        RWO            Recycle          Bound    default/my-pvc   localdisk               9m33s

Vérifiez le statut du PersistentVolumeClaim :

root@kubemaster:~# kubectl get pvc
NAME     STATUS   VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
my-pvc   Bound    mypv     1Gi        RWO            localdisk      72s

Créez le fichier mypvcpod.yaml pour définir le pod appelé pv-pod :

root@kubemaster:~# vi mypvcpod.yaml
root@kubemaster:~# cat mypvcpod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pv-pod
spec:
  restartPolicy: Never
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'echo Success! > /output/success.txt']
    volumeMounts:
    - name: pv-storage
      mountPath: /output
  volumes:
  - name: pv-storage
    persistentVolumeClaim:
      claimName: my-pvc

Créez le pod pv-pod :

root@kubemaster:~# kubectl create -f mypvcpod.yaml
pod/pv-pod created

Modifiez la valeur du storage: du PersistentVolumeClaim :

root@kubemaster:~# kubectl edit pvc my-pvc --record
...
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 200Mi
  storageClassName: localdisk
  volumeMode: Filesystem
  volumeName: mypv
...

Sauvegardez la modification :

root@kubemaster:~# kubectl edit pvc my-pvc --record
Flag --record has been deprecated, --record will be removed in the future
persistentvolumeclaim/my-pvc edited

Supprimez le pod pv-pod ainsi que le PersistentVolumeClaim my-pvc :

root@kubemaster:~# kubectl delete pod pv-pod
pod "pv-pod" deleted

root@kubemaster:~# kubectl delete pvc my-pvc
persistentvolumeclaim "my-pvc" deleted

Vérifiez le statut du PersistentVolume :

root@kubemaster:~# kubectl get pv
NAME   CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
mypv   1Gi        RWO            Recycle          Available           localdisk               23m

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