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Kubernetes Volume存储卷概念

news 2025/7/13 10:36:58

前言

应用容器化之后，通过容器可以非常方便地部署应用。但是，容器的数据存储问题怎么解决呢？

很少有应用在运行过程中是不产生任何数据的，哪怕是像 Nginx 这种代理应用，运行过程中也会产生日志数据。业务应用更是不用说，比如存储用户上传的头像、上传的文件、数据库的数据等。

而容器中的磁盘文件是不可靠的，当容器崩溃后，kubernetes 会重新调度 Pod 基于最初的容器镜像启动新的容器，此时容器面对的磁盘文件系统回到了最干净的初始状态，容器的所有数据全都丢失了。

这显然不是我们想要看到的结果，因此 kubernetes 提供了容器的数据持久化能力，它把容器的数据存储抽象为“Volume”。

Volume概念

Linux 也有 Volume 的概念，在传统架构中，应用要访问存储设备进行数据读写，必须提前在宿主机上进行挂载。Volume 通常会是一块物理磁盘，或者是通过网络协议访问的远程存储设备。

和物理机一样，Pod 内的容器要想访问 Volume 也必须先声明和挂载。挂载后的 Volume 在容器看来也只是一个目录，容器可以对这个目录进行读写操作。容器重启或销毁后，Volume 内的数据会被保留，下次再启动新的容器还可以继续挂载该 Volume，新的容器得以接替上一个容器继续工作。

Volume的类型

kubernetes Volume 支持的卷类型很多，例如：CephFS、GlusterFS、NFS、RBD、HostPath 等。其中还包括 kubernetes 独有的类型：

ConfigMap：将 etcd 中的配置文件挂载到容器
Secret：将 etcd 中的数据敏感型配置文件挂载到容器
EmptyDir：挂载一个空目录，用于一个 Pod 内不同容器之间共享数据
PersistentVolumeClaim：对 PersistentVolume 的申请

kubernetes 支持的完整 Volume 类型参考官网：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/volumes/#volume-types

示例1 挂载Secret到容器

secret 是 kubernetes 独有的 Volume 类型，secret 被用来存储配置信息，通过挂载到容器，使得容器可以读取 kubernetes secret。

第一步，先创建一个名为db.config的 secret

$ cat db.config
user=admin
password=2025admin!@#$# 基于文件创建create，名称是db.config
$ kubectl create secret generic db.config --from-file db.config
secret/db.config created# 查看是否创建成功
$ kubectl get secret
NAME        TYPE     DATA   AGE
db.config   Opaque   1      3m45s

第二步，编写pod.yaml启动一个挂载了名为db.config的 secret volume，然后容器持续打印 db.config 文件内容

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-pod
spec:containers:- name: alpineimage: docker.io/library/alpine:3.22imagePullPolicy: Nevercommand: ["/bin/sh", "-c"]args:- while true; docat /data/db.config;sleep 1;donevolumeMounts:- name: secret-volumemountPath: /data/db.configsubPath: db.configvolumes:- name: secret-volumesecret:secretName: db.config

第三步，启动容器，查看 db.config 是否挂载成功，成功则会正常打印 db.config 内容

示例2 挂载emptyDir共享数据

emptyDir 是一个特殊的 Volume 类型，顾名思义它挂载的是一个空目录，如果删除 Pod，emptyDir 卷中的数据也会被删除。emptyDir 不用作持久化容器数据，而是存放临时数据，用于在同一个 Pod 内的不同容器之间共享数据。

案例：启动一个 Pod 包含两个容器，均挂载 emptyDir Volume，容器A持续写入数据，容器B持续读取数据。

第一步，编写 Pod.yaml，container-write 写数据，container-read 读数据。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-pod
spec:containers:- name: container-writeimage: docker.io/library/alpine:3.22imagePullPolicy: Nevercommand: ["/bin/sh", "-c","while true; do echo $(date) >> /data/temp/time.log; sleep 1;done"]volumeMounts:- name: emptydir-volumemountPath: /data/temp- name: container-readimage: docker.io/library/alpine:3.22imagePullPolicy: Nevercommand: ["/bin/sh", "-c","tail -F /data/temp/time.log"]volumeMounts:- name: emptydir-volumemountPath: /data/tempvolumes:- name: emptydir-volumeemptyDir: {}

第二步，启动 Pod，然后查看 Pod 中 container-read 容器的日志

示例3 hostPath挂载宿主机目录

hostPath卷可以将宿主机上的文件或目录挂载到 Pod，用于实现 Pod 和宿主机之间的数据共享。例如，把宿主机的时区挂载到 Pod。

案例：将宿主机上的/opt/hostpath目录挂载到 Pod，Pod 内容器持续往/opt/hostpath/time.log写入当前时间。

第一步，编写 pod.yaml，container-write 容器持续向挂载目录写入数据

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: test-pod
spec:containers:- name: container-writeimage: docker.io/library/alpine:3.22imagePullPolicy: Nevercommand: ["/bin/sh", "-c","while true; do echo $(date) >> /data/hostpath/time.log; sleep 1;done"]volumeMounts:- name: hostpath-volumemountPath: /data/hostpathvolumes:- name: hostpath-volumehostPath:path: /opt/hostpathtype: Directory

第二步，启动 Pod，查看宿主机上的/opt/hostpath/time.log文件

尾巴

Pod 部署应用，容器自身有数据持久化需求，或者容器之间有数据共享需求。因此，kubernetes 提供了 Volume 机制，通过将 Volume 挂载到容器的一个目录，然后容器就可以往这个目录读写文件了，即使 Pod 停止或销毁，Volume 数据也会得以保留。后续启动新的 Pod，再次挂载该 Volume，新的 Pod 可以正常接替上一个 Pod 继续工作。

Volume 有很多类型，有基于宿主机目录的，有基于网络存储设备的，还有基于 kubernetes 特有的 secret 等配置信息类型，另外还提供了 emptyDir 类型挂载空目录，实现容器间的数据共享。

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