Kubernetes 中进行 PVC 的扩容

Posted 2022-09-03 张志翔 ̮

        Kubernetes 1.11 版本中，PVC 的扩容功能进入了 Beta 阶段，一般来说，Kubernetes 功能进入 Beta 阶段就意味着基本可以用于生产了。这里就做几个小测试，看看这一功能的使用方法。

一、开始之前

        首先当然是要有一个 Kubernetes 1.11 版本的集群。并且提供了支持 Auto provision 的存储。下面的实验是基于 Azure 的 ACS-Engine 集群。

        创建 StorageClass

        接下来准备两个 Storage Class 对象，分别命名为 common 和 expend，二者主体基本一致，文件名分别为 sc-common.yaml 以及 sc-exp.yaml：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
 name: exp  # sc-common.yaml 中这里的值为 common
parameters:
 cachingmode: None
 kind: Managed
 storageaccounttype: Standard_LRS
provisioner: kubernetes.io/azure-disk
reclaimPolicy: Delete
volumeBindingMode: Immediate
allowVolumeExpansion: true # sc-common.yaml 中删掉这一行

$ kubectl apply -f common.yaml
storageclass.storage.k8s.io/common created
$ kubectl apply -f exp.yaml
storageclass.storage.k8s.io/exp created

二、创建一个 PVC

        我们接下来创建一个 PVC，初始首先测试一下 common 这个 Storageclass，后续的 PVC 操作都从这一个 YAML 中修改而来。

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
 name: myclaim
spec:
 accessModes:
   - ReadWriteOnce
 volumeMode: Filesystem
 resources:
   requests:
     storage: 2Gi
 storageClassName: common

        同样使用 kubectl 创建这个 PVC：

$ kubectl apply -f pvc.yaml
persistentvolumeclaim/myclaim created
$ kubectl get pvc -w
NAME      STATUS    VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
myclaim   Pending                                       common         9s
myclaim   Pending                                 common    10s
myclaim   Pending   pvc-e3f8e886-8776-11e8-b82d-000d3aa2ebc3   0                   common    11s
myclaim   Bound     pvc-e3f8e886-8776-11e8-b82d-000d3aa2ebc3   2Gi       RWO       common    11s

        第一次扩容尝试

        PVC 进入 Bound 状态之后，我们编辑 pvc.yaml，将容量改成 3Gi，并重新 Apply：

$ cat pvc.yaml | sed  "s/2Gi/3Gi/" | kubectl apply -f -
Error from server (Forbidden): error when applying patch:
...
for: "STDIN": persistentvolumeclaims "myclaim" is forbidden: only dynamically provisioned pvc can be resized and the storageclass that provisions the pvc must support resize

        结果表明，这次扩容失败了，失败的原因是 Storageclass 不支持扩容

        使用新的 Storageclass 创建 PVC

        接下来我们将这个 PVC 删除，使用 exp 这个 Storageclass 重建 PVC：

$ kubectl delete -f pvc.yaml
persistentvolumeclaim "myclaim" deleted
$ sed -i .bak s/common/exp/ pvc.yaml
$ kubectl apply -f pvc.yaml
persistentvolumeclaim/myclaim created
$ kubectl get pvc -w
NAME      STATUS    VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
myclaim   Bound     pvc-37eb6014-8778-11e8-b82d-000d3aa2ebc3   2Gi        RWO            exp            11s

        创建之后，我们可以再次尝试对 PVC 进行扩容：

$ cat pvc.yaml | sed  "s/2Gi/1Gi/" | kubectl apply -f -
The PersistentVolumeClaim "myclaim" is invalid: spec.resources.requests.storage: Forbidden: field can not be less than previous value
$ cat pvc.yaml | sed  "s/2Gi/3Gi/" | kubectl apply -f -
persistentvolumeclaim/myclaim configured

        这里两次执行命令：

• 缩容是不允许的
• 扩容成功

        接下来我们再次获取 PVC 信息：

$ kubectl describe pvc myclaim
Name:          myclaim
Namespace:     default
StorageClass:  exp
Status:        Bound
Volume:        pvc-37eb6014-8778-11e8-b82d-000d3aa2ebc3
...
Capacity:      2Gi
Access Modes:  RWO
Conditions:
...
FileSystemResizePending
...
Waiting for user to (re-)start a pod to finish file system resize of volume on node.

        这里会看到，虽然没出错，但是容量还是原有的 2G，他的 Condition 中提示，需要进行一个 Pod 绑定才能真正生效。

        绑定 Pod

        新建一个 Deployment 来使用前面创建的 PVC：

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
 name: sleep
spec:
 replicas: 1
 template:
   metadata:
     labels:
       app: sleep
       version: v1
   spec:
     containers:
     - name: sleep
       image: dustise/sleep:v0.5
       imagePullPolicy: IfNotPresent
       volumeMounts:
       - name: data
         mountPath: "/data"
     volumes:
     - name: data
       persistentVolumeClaim:
         claimName: myclaim

        再次查看 PVC 的情况：

$ kubectl describe pvc myclaim
...
Capacity:      3Gi

        容量的修改的确生效了。

        绑定之后的 PVC 扩容

        再次对这个 PVC 进行扩容，我们这次从 3Gi 扩容到 4Gi

$ cat pvc.yaml | sed  "s/2Gi/4Gi/" | kubectl apply -f -
persistentvolumeclaim/myclaim configured

        然后获取一下 PVC 的情况：

$ kubectl describe pvc myclaim
...
Capacity:      3Gi
...
Events:
 Warning  VolumeResizeFailed     31s (x2 over 56s)  volume_expand
 Original Error: failed request: autorest/azure: Service returned an error. Status=<nil> Code="OperationNotAllowed" Message="Cannot resize disk k8s-5b49c85f-dynamic-pvc-37eb6014-8778-11e8-b82d-000d3aa2ebc3 while it is attached to running VM /subscriptions/6d9be255-d214-4502-a51d-08e1d9c4a7fb/resourceGroups/k8s/providers/Microsoft.Compute/virtualMachines/k8s-agentpool1-17067717-0."

        这一情况看来，这次扩容仍然没有生效，错误信息中有提示，无法在已经成功挂载的卷上进行扩容，因此我们清除所有 Pod：

$ kubectl scale deployment sleep --replicas 0
deployment.extensions/sleep scaled

        在相关 Pod 消失之后，我们可以再次 describe pvc myclaim，发现这个 PVC 又一次处于等待绑定的状态中。使用 scale 指令恢复 Deployment 运行：

$ kubectl scale deployment sleep --replicas 1
deployment.extensions/sleep scaled
$ kubectl describe pvc myclaim
...
Capacity:      4Gi
...

        PVC 的扩容再次成功了。