Kubernetes StatefulSet - Volume, PV, PVC, StorageClass

• Volume
  • Host Volume
  • PersistentVolume (PV)
  • PersistentVolumeClaim (PVC)
  • StorageClass
• (드디어) StatefulSet
  • StatefulSet 등장 배경
  • StatefulSet 특징
• References

Volume

Host Volume

• pod가 위치한 host node내의 storage. pod 정의부의 spec.volumes에 정의

   spec:
      containers:
         ...
         volumeMounts:
         - name: my-volume
           mountPath: /pod-volume
  
      volumes:
      - name: my-volume
        hostPath:
           path: /some/path/in/host/node

PersistentVolume (PV)

• storage에 대한 추상화된 k8s resource. spec.storageClassName가 이 저장소에 대한 식별자임. 아래에서는 hostPath를 통해 Host Volume을 사용함을 지정했는데, NFS, AWS EBS, configMap, emptyDir, secret 등 다양한 형태를 정의 가능함

   apiVersion: v1
   kind: PersistentVolume
   metadata:
      name: my-volume
   spec:
      storageClassName: mystorage
      capacity:
         storage: 1Gi
      accessModes:
         - ReadWriteOnce
      hostPath:
         path: /some/path

PersistentVolumeClaim (PVC)

• PV를 사용하기 위한 요청(claim)을 나타내는 k8s resource. PV와는 storageClassName을 통해 연결됨 (여기서는 mystorage).

• PV의 관리 주체는 Storage 관리자인 반면, PVC의 관리 주체는 해당 storage의 사용자(아마도 Pod 관리자). 이로 인해 PV와 PVC 생명주기도 달라질 수 있음.

• PV와는 달리 PVC는 특정 namespace에 속함(왜냐하면 Pod 관리자가 관리하므로)

   apiVersion: v1
  
   kind: PersistentVolumeClaim
   metadata:
      name: my-claim
   spec:
      storageClassName: mystorage
      accessModes:
         - ReadWriteOnce
      resources:
         requests:
            storage: 2Gi

  상기 예에서 PersistentVolumeClaim 사용하기 위해서는 pod manifest의 spec.volumes내 hostPath 부분을 persistentVolumeClaim으로 변경하면 됨.

      ...
      volumes:
      - name: my-volume
         #hostPath:
         #   path: /some/path/in/host/node
         persistentVolumeClaim:
            claimName: my-claim

StorageClass

• PV와 달리 On Demand 방식으로 volume을 생성하도록 하는 당연스럽게도 PV는 pod로부터 사용되기 전에 생성되어야 함(PV가 없을 경우 pod 생성 시 pending 상태로 됨). 이럴 때 StorageClass를 사용하는데... 무엇보다도 아래 StatefulSet에서 필요!

(드디어) StatefulSet

StatefulSet 등장 배경

• Deployment에 속한 모든 ReplicaSet의 Pod는 서로간 구분이 없는 복제본일 뿐임. 따라서 생성 순서도 없음.
• PV, PVC는 Pod간에 공유 불가. 단일 ReplicaSet을 통해서는 Pod별로 각기 다른 PV, PVC 지정이 불가능. 이를 해결하기 위해 StatefulSet 등장(?)

StatefulSet 특징

• Pod 이름에 식별자 부여 : 예컨데 mynginx란 이름의 pod를 정의하면 생성 시 mynginx-0, mynginx-1, mynginx-2...식으로 이름이 부여됨
• Pod 생성 순서화 : 정해진 순서대로 생성
• Pod 별로 PVC 관리 : PVC를 템플릿 형태로 정의하여 각 Pod 별로 PVC, PV 생성 관리 가능

References

• Kind Persistent Volumes : https://mauilion.dev/posts/kind-pvc/
• Kubenetes in Action by MARKO LUKŠA
• 볼륨(Host Volume, PersistentVolume(PV), PersistentVolumeClaim) : https://jbhs7014.tistory.com/170
• StatefulSet : https://jbhs7014.tistory.com/181
• 쿠버네티스 볼륨 개념 정리 : https://blog.eunsukim.me/posts/kubernetes-volume-overview