Volumes、Persistent Volumes 及 Persistent Volumes Claims

上一回【了解及編寫 Kubernetes 的 yaml】

用過 GCP 建立 Pod 及 Service，也試過寫 yaml，差 Persistent Volumes 就完成基本中的基中 k8s 運用……

對，只是運用，離 production 還有不少距離……

Volumes 跟 Pod 共生死， Persistent Volumes 與 Cluster 共生死，因此，Pod 用 Persistent Volumes 的話，就算 Pod 死，資料也可以續存，只要再建立一隻新 Pod，掛載 Persistent Volumes。

Persistent Volumes 與 Persistent Volumes Claims 關係

Volumes = 暫存

Persistent Volumes = 硬碟

Persistent Volumes Claims = 分割硬碟

會電腦硬件，沒更貼切比喻！

Persistent Volumes

故事是這樣，假設這個地球村，硬碟存在於世界某個角落……

那麼硬碟實際位置放在哪裡？容量有多少？

Persistent Volumes 由你定義，由不同地區組合而成的一個虛擬硬碟，100 GB 在美國，200 GB在香港，700 GB在日本之類，容量定義多少就有多少，實際上由增加實體硬碟而來。

Persistent Volumes 是 Cluster 資源之一，所以刪除 cluster 的話，Persistent Volumes 也會消失。

Persistent Volumes Claims

因為在 Cluster 入面，虛擬硬碟只能有一個，也不是之前說容量要多少有多少 ( 除非錢真的要多少有多少，容量要用錢買 )，所以要分割出儲存空間，在有限容量中，定義出個別用途，例如 mount 一個叫【testdata】的 Path 做 database 儲存測試，一個叫【realdata】的 Path 儲存客戶資料。

Persistent Volumes Claims 會向 Persistent Volumes 提出申請，要求 mount 一個路徑做永續儲存，當 Pod 不幸崩潰，也不致於資料消失。還可以作為 Pod 與 Pod 之間共享資料之用。

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選擇 Persistent Volumes︰

GCP 支援很多種 Persistent Volumes 方案，不一定要 Google 自家服務，常用方案如下︰

• GCEPersistentDisk ( Google )
• AzureDisk ( Microsoft )
• AWSElasticBlockStore ( Amazon )
• NFS ( 自我建設 )

用 NFS 不代表不用付鈔，GCP 流量要計錢！另外，也會影響 access modes，有些選擇沒 ReadWriteMany 支援，不能同時多個 Pod 用同一個 PersistentVolumeClaim，即是說 Database 讀寫應用的話，該去想一下 StatefulSet 怎用。

Types of Persistent Volumes

https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes/#types-of-persistent-volumes

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安裝 Google Cloud SDK 及 Components︰

官方教學很詳細，跟著做就完成。
https://cloud.google.com/sdk/?hl=zh-tw

打指令【gcloud components list】列出元件狀態，預設 kubectl 沒有安裝，所以請跟官方教學安裝，可以先設定好 kubectl config 才去安裝。

安裝元件
https://cloud.google.com/sdk/docs/components?hl=zh-tw

——————————— ( 附加資訊 start) ————————————

kubectl config file

假如之前在 Docker 上開過 Kubernetes，需要選擇 context，kubectl 才可連接上 GCP，前提要在網頁版 console GCP 設定好 Cluster，才做以下動作︰

• gcloud auth login

於 local command line 輸入【gcloud auth login】，會彈出登入 Google 帳號網頁，登入後回到 command line 做下一步

• gcloud init

初始設定，可參考 以前教學。因為之前 開啟過 Docker CE 內建 K8s，因此會變成 localhost，需要再設定。

• gcloud container clusters get-credentials [CLUSTER-NAME] --zone [ZONE] --project [PROJECT-ID]
  eg. gcloud container clusters get-credentials tomee-test --zone us-central1-a --project k8s-first-trials

選擇及連接 GCP，打【kubectl config get-contexts】，可看到兩個不同 context。

——————————— ( 附加資訊 end ) ————————————

在 GCP 設定 Persistent Volumes︰

如果用 GCEPersistentDisk，在建立 Cluster 同時，會自動設定好 ( 可能是免費方案附贈的 )，所以不用設定。

StorageClass
https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/storage-classes/#the-storageclass-resource

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在 GKE 上使用 Persistent Volumes︰

Windows k8s

Ubuntu k8s

整個流程如下 ( 強烈建議用 Ubuntu，Windows 出問題，本人無法解決 )︰

1. 定義 Persistent Volumes Claims
   kubectl apply -f tomee-derby-pvc.yaml


2. 建立 Pod 及使用 Persistent Volumes Claims
   kubectl create -f k8s-copyfile-pod.yaml


3. 由 local computer 抄資料進 Persistent Volumes
   kubectl cp Database k8s-copyfile-pod:/
   ( Windows 版本有 Bug 抄不進去 / ，在 Linux 這 command 可用
   請用 kubectl exec -it k8s-copyfile-pod -c destination-container -- /bin/bash 自已修正路徑 )
   
   kubectl cp webapps k8s-copyfile-pod:/usr/local/tomee/


4. 刪除 Pod 及建立 deployment 使用 Persistent Volumes Claims
   kubectl delete -f k8s-copyfile-pod.yaml
   kubectl create -f k8s-deployment.yaml 


5. 建立 Service 做測試
   kubectl apply -f k8s-deploy-demo-service.yaml


6. 測試結果

因為要由 local computer 抄 database 資料進 GCP，所以才用到 Google Cloud SDK，可以的話，還是用 Google Cloud Shell 方便。

【Database】及【webapps】資料可於 Github 下載

需要用到的 yaml 檔案如下︰

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編寫 Persistent Volumes Claims 注意事項︰

• 一個 Pod 想 blinding 有多個 mount path，要用 subPath
• 一個 Pod 不能有相同 docker image 的 container
• 一個 PV 只能有一個 PVC
• 多個 Pod 可用同一個 PVC
• 如上圖，同顏色為一組，假如多個 pod 要用同一個 pvc，pvc 名稱一定要一樣 ( 紅框部份 )

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總結︰

還有問題！如果 delete pod 後，重做一次，測試時會有 error code 500！為甚麼？因為 delete pod 不保證安全關閉，所以會有 database 留下 lck 檔案問題。yaml 不要用 deployment，試試用 stateFulSet 吧！