StorageClass應用：NFS

在建置完Kubernetes cluster之後，通常我會做的前幾件事之一就是建立一個StorageClass給應用服務使用，而NFS我認為是相對容易實現的做法。

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透過網路取得共享的資料

接下來將分成幾個部分跟大家說明：

(1) StroageClass是什麼?

(2) 為什麼需要它?

(3) 運行的流程

(4) 部署NFS StorageClass

那就開始吧!!

1. StorageClass是什麼?

官方定義如下：
StorageClass提供了一種供管理員描述其提供的存儲類別的方式。不同的類別可能映射到服務品質水平、
備份策略，或由叢集管理員決定的任意策略。Kubernetes 本身對類別代表的內容保持中立。在儲存系統中
，一般可以被稱為"Profile"。

StorageClass物件內將定義：

• PV的屬性，包含儲存的類型，Volume Size…
• 這個PV要用到那種Plugin

當描述了以上資訊後，Kubernetes就可以透過PVC找到對應的StorageClass，再由Kubernetes直接調用StorageClass內定義的plugin，再建立出相對應的PV資源。

2. 為什麼要使用StorageClass?

不想因為手動建立PV的失誤反而造成我的PVC無法綁定PV而造成應用服務失敗。只要我寫好PVC，直接讓Kubernetes來管理我的PV資源就好。

如果在大規模的Cluster環境之下，如果不使用StorageClass，就代表有1000個PVC，就要手動建立1000個PV，在管理上就會是一場容易知道儲存的需求。

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儲存需求依照不同特性進行分類

3. 運行的流程

From: https://forum.huawei.com/enterprise/en/dynamic-provisioning-with-kubernetes-storage-classes-huawei-evs/thread/694728783145353216-667213860102352896

本文針對NFS provisioner還可以再簡化成下圖：

建立NFS provisioner之後，當PVC進行宣告後，就會連接到storageclass自動產生以NFS協定為基礎的PV資源來提供儲存。

4. 部署StorageClass

(1) 建立nfs server

# cat >> /etc/fstab << EOF
/dev/vg00/nfs /var/nfsshare   xfs  defaults 0 0
EOF

// 安裝nfs-server

# yum install -y nfs-utils policycoreutils-python-utils policycoreutils-python
# mkdir /var/nfsshare
# chmod 777 /var/nfsshare
# cat > /etc/exports << EOF
/var/nfsshare     *(rw,sync,no_wdelay,no_root_squash,insecure)
EOF

# systemctl start rpcbind nfs-server nfs-lock nfs-idmap
# systemctl enable rpcbind nfs-server nfs-lock nfs-idmap
# systemctl start rpcbind nfs-server nfs-lock nfs-idmap

//設定Firewalld放行規則

# export FIREWALLD_DEFAULT_ZONE=`firewall-cmd --get-default-zone`
# echo ${FIREWALLD_DEFAULT_ZONE}
public

# firewall-cmd --permanent --zone=${FIREWALLD_DEFAULT_ZONE} --add-service=rpc-bind
# firewall-cmd --permanent --zone=${FIREWALLD_DEFAULT_ZONE} --add-service=nfs
# firewall-cmd --permanent --zone=${FIREWALLD_DEFAULT_ZONE} --add-service=mountd
# firewall-cmd --reload ; firewall-cmd --list-all

//設定SELINUX

# setsebool -P nfs_export_all_rw 1
# setsebool -P nfs_export_all_ro 1
# semanage fcontext -a -t public_content_rw_t  "/var/nfsshare(/.*)?"
# restorecon -R /var/nfsshare

//測試

# mount -t nfs nfs-server:/var/nfsshare /mnt
# touch /mnt/1 && rm -f /mnt/1

(2) 建立NFS provisioner in Kubernetes

//取得資源

#　git clone https://github.com/kubernetes-incubator/external-storage.git kubernetes-incubator

// 建立namespace

# kubectl create namespace k8s-nfs-storage

// 更新 deployment與RBAC

# cd kubernetes-incubator/nfs-client/
# sed -i'' "s/namespace:.*/namespace: k8s-nfs-storage/g" ./deploy/rbac.yaml
# sed -i'' "s/namespace:.*/namespace: k8s-nfs-storage/g" ./deploy/deployment.yaml
# kubectl create -f rbac.yaml

// 更新權限

# kubectl adm policy add-scc-to-user hostmount-anyuid system:serviceaccount:k8s-nfs-storage:nfs-client-provisioner

// 修改deployment.yaml

containers:
        - name: nfs-client-provisioner
          image: groundhog2k/nfs-subdir-external-provisioner:v3.2.0
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: storage.io/nfs
            - name: NFS_SERVER
              value: 192.168.1.10
            - name: NFS_PATH
              value: /var/nfsshare
      volumes:
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 192.168.1.10
            path: /var/nfsshare

// 更新class.yaml

# vim deploy/class.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: managed-nfs-storage
provisioner: storage.io/nfs # or choose another name, must match deployment's env PROVISIONER_NAME'
parameters:
  archiveOnDelete: "false"

// 部署

# kubectl create -f deploy/class.yaml
# kubectl create -f deploy/deployment.yaml
# kubectl get all -n k8s-nfs-storage

後續使用資料夾內的test-pvc.yaml測試是否可以正確的自動產生對應的PV並且PVC有取得資源。

如果要修改預設的storageClass，可以使用以下方式實現：

# kubectl patch storageclass managed-nfs-storage -p '{"metadata": {"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"true"}}}'
storageclass.storage.k8s.io/managed-nfs-storage patched

以上就是基本的NFS storageclass的部署與StorageClass的說明，還有一些storageclass的操作後續文章再跟大家分享。

References:

• https://www.tpisoftware.com/tpu/articleDetails/2445
• kubernetes.io