쿠버네티스 볼륨 사용법

CHAN LIM·2022년 8월 30일

PV PVC StrorageClass emptyDir hostPath kubernetes nfs volume volumeClaimTemplates

K8S

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emptyDir

파드가 생성, 삭제될 때 같이 생성, 삭제되는 임시 볼륨이다.
빈 공간이라서, 파드내에서 컨테이너끼리 공유하는 공간으로 사용한다.
임시 데이터 용도이기 때문에 해당 파드가 삭제되면 emptyDir 볼륨 데이터도 영구 삭제된다.

apiVersion: v1        # 파드 형태 배포
kind: Pod
metadata:
  name: pod-emptydir 
  labels:
    app: nginx 
spec:
  containers:        
  - name: web-page
    image: nginx 
    volumeMounts:
    - mountPath: /usr/share/nginx/html 
      name: empty-directory 

  - name: html-builder 
    image: alpine 
    volumeMounts:
    - mountPath: /html-dir 
      name: empty-directory 
    command: ["/bin/sh", "-c"]
    args: 
      - echo "This page created on $(date +%Y-%m-%d)" > /html-dir/index.html;
        sleep infinity;

  volumes:
  - name: empty-directory 
    emptyDir: {}

hostPath

파드에서 마운트해서 사용하는 것은 emptyDir과 동일하지만,
emptyDir 볼륨이 같은 파드에서 공유할 수 있는 반면에 hostPath 볼륨은 다른 파드에서도 공유 가능합니다.
emptyDir 볼륨 데이터는 임시적이라 파드가 삭제되면 파드 볼륨내 데이터도 삭제되는데,
hostPath 볼륨 데이터는 해당 파드가 삭제되어도 hostPath 볼륨 데이터는 삭제되지 않아 다른 파드에서 계속 사용할 수 있습니다.
노드로 배포가 되는데, 노드가 호스트이다. 즉, 노드에 있는 디렉토리를 사용할 수 있다.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deploy-hostpath
  labels:
    app: deploy-hostpath
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: deploy-hostpath 
  template:
    metadata:
      labels:
        app: deploy-hostpath 
    spec:
      containers:
      - name: host-mon
        image: sysnet4admin/sleepy
        volumeMounts:
        - mountPath: /host-log  
          name: hostpath-directory 
      volumes:
      - name: hostpath-directory 
        hostPath:
          path: /var/log

NFS

네트워크 파일 시스템

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deploy-nfs
  labels:
    app: deploy-nfs
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: deploy-nfs
  template:
    metadata:
      labels:
        app: deploy-nfs
    spec:
      containers:
      - name: chk-log 
        image: sysnet4admin/chk-log
        volumeMounts:
        - name: nfs-vol
          mountPath: /audit
      volumes:
      - name: nfs-vol
        nfs:
          server: 192.168.1.10
          path: /nfs_shared/nfs-vol

PersistentVolume / PersistentVolmeClaim

PV
- PV는 Volume 자체를 의미한다.
- Kubernetes Cluster에서 관리되는 저장소로 Pod 하고는 별개로 관리되고 별도의 생명주기를 가지고 있어서 Pod가 재실행되더라도 PV 데이터는 정책에 따라 유지/삭제되는데, 즉 실제 물리 디스크와 같은 의미이다.
- 시스템 관리자는 Volume Object를 사용하기 위해서 가장 먼저 실제 저장공간을 생성하고 이를 PV로 kubernetes에 등록해야 한다.
PVC
- PVC는 사용자가 PV에 하는 요청으로 PV를 추상화하여 개발자가 손쉽게 PV를 사용할 수 있도록 해주는 기능이다.
- 사용하고 싶은 용량은 얼마인지, 읽기/쓰기는 어떤 모드로 설정하고 싶은지 등을 정해서 PV에 전달하는 역할을 한다.
- 개발자는 Pod를 생성할 때 volume을 정의하고 이 볼륨 정의 부분에 물리적 디스크에 대한 특성을 정의하는 것이 아니라 PVC를 지정하여, 관리자가 생성한 PV와 연결한다.
- Storage를 Pod에 직접 할당하는 게 아니라 중간에 PVC를 통해서 사용하기 때문에 Pod와 * Storage 관리를 명확히 구분해서 할 수 있음.

NFS의 단점 보완

accessModes

접근모드	설명	약어
ReadWriteOnce	하나의 노드에서만 볼륨을 읽고 쓸 수 있게 마운트	RWO
ReadOnlyMany	여러 개의 노드가 읽도록 마운트	ROX
ReadWriteMany	여러 개의 노드가 읽고 쓸 수 있도록 마운트	RWX

persistentVolumeReclaimPolicy

반환 정책	설명
Retain(보존)	PVC 삭제 시에도 PV 보존
Delete(삭제)	PVC 삭제 시에도 PV를 함께 삭제
Recycle(재활용)	더이상 사용되지 않음

StorageClass

PV, PVC 할당의 문제점

사용자가 Claim시 PV 전체를 가져오는 것
- 관리자가 PV를 항상 준비해야 한다.

해결

StorageClass 사용
- Claim을 StorageClass에 하여 그때 SC가 PV 생성한다.

볼륨과 클레임에 대한 생명주기

프로비저닝
- Volume Object를 사용하기 위해서는 가장 먼저 실제 저장할 수 있는 공간을 확보해야 한다.
- 저장 공간이 확보되면 PV가 해당 저장 공간을 바라보며 생성돤다.
- Provisioning 디스크 공간( Storgae )을 확보하여 PV를 만드는 단계에 해당된다.
- PV Provisioning을 만드는 방법으로는 정적(Static)과 동적(Dynamic) 방법이 있다.
- - 정적 프로비저닝
    - 특정 용량을 가진 PV를 미리 생성해두고 요청이 있을 시, 미리 생성한 PV를 할당하여 사용하는 방법이다.
    - Storage 용량에 제한이 있을 때 사용된다.
  - 동적 프로비저닝
    - 사용자 요청이 있을 때 PV를 생성하여 할당한다.
    - StorageClass라는 오브젝트를 사용해서 동적으로 PV를 만들 수 있다.
      한 마디로 PVC는 StorageClasses를 사용해서 원하는 Storage에 PV를 생성한다는 것이다.
바인딩
- ReadWriteOnce
- ReadOnlyMany
- ReadWriteMany
반환
- Retain (보존)
- Delete (삭제)
- Recycle (재활용)

StorageClass

Static Provisioning 방법의 경우 관리자가 PV를 사용자로부터 요청을 받을 때마다 생성해줬어야 함.
하지만 Kubernetes PV를 자동으로 생성할 수 있는 방법을 제공했는데, 그 방법이 바로 StorageClass.
즉 관리자는 PV( PersistentVolume )을 여러 개 만드는 대신 Storage Object 를 정의 하여 사용하로 하여금 Storage Object를 사용하게 하는것.
Static Provisioning 의 경우 PVC가 직접적으로 PV 를 바라봤다면 Dynamic Provisioning 의 경우 PVC가 StorageClass를 바라보도록 한다.

volumeClaimTemplates

스테이트풀셋의 특별함

스테이트풀셋의 목적은 상태를 가지고 있는 것이다.
헤드리스 서비스를 통해서 각각의 도메인을 가지므로 독립적인 도메인을 가지고 독립적으로 파드를 접근할 수 있다.
볼륨의 관점에서 보면, 각각의 고유의 상태값을 가지므로 volumeClaimTemplates으로 클레임하면 각각의 PV를 가지게 된다.
스테이트풀셋에서만 사용할 수 있는 볼륨 타입
볼륨을 클레임할 수 있는 템플릿 형태

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: sts
spec:
  replicas: 3
  serviceName: sts-svc-domain #statefulset need it
  selector:
    matchLabels:
      app: sts
  template:
    metadata:
      labels:
        app: sts
    spec:
      containers:
      - name: chk-hn
        image: sysnet4admin/chk-hn
        volumeMounts:
        - name: each-sts-backup
          mountPath: /backup_data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: each-sts-backup
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "managed-nfs-storage"
      resources:
        requests:
          storage: 20Gi