Kubernetes PersistentVolumeClaims (PVC) 알아보기

- 목차

 

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https://westlife0615.tistory.com/221

Kubernetes Ephemeral Volume

 

들어가며.

쿠버네티스는 Pod 가 데이터를 저장하는 방식을 크게 두 부류로 나누었습니다.

하나는 Ephemeral Volume 이고, 나머지 하나는 Persistent Volume 입니다.

Ephemeral Volume 은 Pod 와 라이프사이크을 함께하는 볼륨인데요.

Pod 가 Node 의 파일시스템 일부를 임시적으로 사용하는 형태입니다.

Pod 가 종료되면 Ephemeral Volume 또한 제거됩니다.

 

하지만 수많은 어플리케이션들은 프로그램만을 위한 영구적인 볼륨이 필요한 경우가 많습니다.

이번 글에서는 영구적으로 데이터를 저장할 수 있는 방식인 Persistent Volume Claims 에 대해서 알아보려고 합니다.

 

Provisioning (프로비저닝).

프로비저닝은 Persistent Volume 을 생성하는 단계입니다.

프로비저닝 또한 동적 프로비저닝과 정적 프로비저닝으로 나뉘는데요.

정적 프로비저닝의 관점에서 먼저 설명하도록 하겠습니다.

Persistent Volume 은 실질적인 Storege Volume 을 관리하는 쿠버네티스의 리소스입니다.

Persistent Volume 은 Node 의 파일시스템이나 EBS 와 같은 스토리지와 연결됩니다.

 

정적 프로비저닝은 아래와 같은 형식으로 구현되는데요.

관리자에 의해서 Persistent Volume 이 미리 생성됩니다.

요구사항에 맞게 스토리지의 크기별로 PV1, PV2, PV3 이 미리 생성되어 있습니다.

이러한 케이스에서 2GB 스토리지가 필요한 Pod 와 PVC 가 생성되면 PVC 는 적절한 PV 와 바인딩됩니다.

 

 

동적 프로비저닝은 미리 생성되어있는 PV 를 활용하는 방식이 아닙니다.

PVC 의 요청에 의해서 동적으로 PV 와 Storage 가 프로비저닝됩니다.

 

바인딩.

쿠버네티스는 Controller Pattern 을 사용합니다.

Controller Pattern 은 리소스의 Desired State 와 Current State 를 비교하여 Current State 를 Desired State 로 변경합니다.

Controller 의 예시로 ReplicaSet Controller 가 대표적입니다.

ReplicaSet Controller 는 ReplicaSet 의 Pod 의 복제본의 수를 유지시키는 역할을 수행합니다.

Pod 복제본의 수가 줄어든다면 복제본을 추가하여 Desired State 를 유지하죠.

 

PVC 또한 PVC Controller 에 의해서 PVC 의 라이프사이클이 관리됩니다.

바인딩 또한 PVC 의 라이프사이클 중의 하나입니다.

PVC 가 적절한 PV 에 연결되는 것이 Bound 상태입니다.

PVC Controller 는 주기적으로 PVC 의 상태를 체크하게 됩니다.

 

정적 바인딩 예시.

먼저 1Gi, 2Gi, 3Gi 크기를 가지는 Persistent Volume 3개를 생성합니다.

cat <<EOF> /tmp/nginx-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  generateName: nginx-pv-
spec:
  capacity:
    storage : 1Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: standard
  persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
  hostPath:
    path: /tmp/nginx

---

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  generateName: nginx-pv-
spec:
  capacity:
    storage : 2Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: standard
  persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
  hostPath:
    path: /tmp/nginx
    
---

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  generateName: nginx-pv-
spec:
  capacity:
    storage : 3Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: standard
  persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
  hostPath:
    path: /tmp/nginx
EOF
kubectl create -f /tmp/nginx-pv.yaml

 

kubectl get persistentvolume

NAME             CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
nginx-pv-jhpms   1Gi        RWO            Delete           Available           standard                11s
nginx-pv-jmmb8   2Gi        RWO            Delete           Available           standard                11s
nginx-pv-ttxds   3Gi        RWO            Delete           Available           standard                11s

PV 가 생성된 이후에 Pod 와 PVC 를 생성해보도록 하겠습니다.

cat <<EOF> /tmp/nginx-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-pvc-3g
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 3Gi

---

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-pvc-1g
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  generateName: nginx-pod-
spec:
  containers:
  - name: nginx-container
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - mountPath: "/usr/share/nginx/html"
      name: nginx-storage
  volumes:
  - name: nginx-storage
    persistentVolumeClaim:
      claimName: nginx-pvc-3g
      
---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  generateName: nginx-pod-
spec:
  containers:
  - name: nginx-container
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - mountPath: "/usr/share/nginx/html"
      name: nginx-storage
  volumes:
  - name: nginx-storage
    persistentVolumeClaim:
      claimName: nginx-pvc-1g
EOF

kubectl create -f /tmp/nginx-pod.yaml

 

< 생성된 Pod >

 

< 생성된 PVC >

 

< 정적 바인딩된 PV >

 

위 이미지처럼 PVC 가 요청하는 Storage Volume 인 1Gi, 3Gi 에 해당하는 PV 가 바인딩됨을 확인할 수 있습니다.

동적 바인딩 예시.

Pod 와 PVC 를 생성하여 PVC 의 라이프사이클을 관찰해보도록 하겠습니다.

cat <<EOF> /tmp/nginx-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx-container
    image: nginx:latest
    ports:
    - containerPort: 80
  volumes:
  - name: nginx-storage
    persistentVolumeClaim:
      claimName: nginx-pvc
EOF
kubectl create -f /tmp/nginx-pod.yaml

 

위 명령어를 실행하게 되면 Pod, PVC, PV 가 생성됩니다.

PV 는 동적 프로비저닝에 의해서 자동으로 생성됩니다.

kubectl get pod 
NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-pod                             1/1     Running   0          6m31s

kubectl get persistentvolumeclaims
NAME        STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
nginx-pvc   Bound    pvc-68f70e1b-f3f7-48a1-b8de-01396567a8b9   1Gi        RWO            standard       7m2s

kubectl get persistentvolume      
NAME                                       CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM               STORAGECLASS   REASON   AGE
pvc-68f70e1b-f3f7-48a1-b8de-01396567a8b9   1Gi        RWO            Delete           Bound    default/nginx-pvc   standard                7m11s

 

< Persistent Volume Claims 이미지 >