如何理解kubernetes数据卷管理的源码

Kubernetes(简称k8s)是一个开源的容器编排系统，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序，在k8s中，数据卷(Persistent Volume,简称PV)是一种存储资源，它可以在节点之间共享和重用，本文将详细介绍如何理解kubernetes数据卷管理的源码，包括数据卷的基本概念、API对象、控制器以及相关组件。

数据卷的基本概念

数据卷是存储资源的一种抽象，它可以被多个Pod共享和使用，在k8s中，数据卷分为两种类型：HostPath和EmptyDir，HostPath类型的数据卷使用节点上的文件系统作为存储介质，而EmptyDir类型的数据卷则在节点上创建一个临时目录来存储数据。

API对象

在k8s中，数据卷是通过PersistentVolume和PersistentVolumeClaim这两个API对象来管理的，PersistentVolume表示一个持久化存储卷，它包含了存储介质的详细信息；PersistentVolumeClaim表示一个对持久化存储卷的请求，它描述了所需的存储容量和访问模式。

1、PersistentVolume类

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  accessModes:
    ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: standard
  local:
    path: /mnt/data

2、PersistentVolumeClaim类

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
    ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi

控制器

k8s通过控制器来管理数据卷的生命周期，主要有两个控制器：PersistentVolumeController和PersistentVolumeClaimController，它们分别负责处理PersistentVolume和PersistentVolumeClaim的创建、更新和删除操作。

1、PersistentVolumeController

type Controller struct{}
func (c *Controller) Create(volume *v1.PersistentVolume) error { ... }
func (c *Controller) Update(oldVolume, newVolume *v1.PersistentVolume) error { ... }
func (c *Controller) Delete(volume *v1.PersistentVolume) error { ... }

2、PersistentVolumeClaimController

type Controller struct{}
func (c *Controller) Create(claim *v1.PersistentVolumeClaim) error { ... }
func (c *Controller) Update(oldClaim, newClaim *v1.PersistentVolumeClaim) error { ... }
func (c *Controller) Delete(claim *v1.PersistentVolumeClaim) error { ... }

相关组件

除了控制器之外，k8s还依赖于其他组件来实现数据卷的管理功能，主要包括以下几个部分：

1、VolumePlugins:插件机制，允许用户自定义数据卷的实现方式，常见的插件有NFS、iSCSI等。

2、StorageClasses:存储类别，用于描述不同类型的存储资源，用户可以根据自己的需求选择合适的存储类别来申请存储资源。

3、kubelet:节点上的代理程序，负责与StorageClass和VolumePlugin进行交互，为Pod分配存储资源。

4、kube-proxy:网络代理程序，负责实现数据的网络传输和访问控制，它使用iptables规则来实现对存储卷的访问控制。