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[Kubernetes]PersistentVolume/PersistentVolumeClaimの動作を確認する 4

Posted at 2020-05-04

はじめに

今回はPersistentVolume（PV）のパラメータの「Reclaim Policy」の動作を確認してみたいと思います。Reclaim PolicyはPVを利用し終わった後の処理を指定します。
Reclaim Policyには以下の3つがあります。

Reclaim Policy	概要
Delete	PVの実体を削除する。
Retain	PVの実体を保持する。
Recycle	PVのデータを削除し、再利用可能な状態にする。

Delete

まずはDeleteの動作を確認します。

環境準備

以下のPV/PVC/Podのマニフェストをapplyします。

pv-delete.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv-delete-0001
spec:
  capacity:
    storage: 500Mi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
  storageClassName: slow
  mountOptions:
    - hard
    - nfsvers=4.1
  nfs:
    path: /share
    server: k8s-client

pvc-delete01.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: claim-dlt01
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 500Mi
  storageClassName: slow

nginx-delete01.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-dlt01
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: nginx-dlt01
    volumeMounts:
    - mountPath: /cache
      name: cache-pv01
  volumes:
  - name: cache-pv01
    persistentVolumeClaim:
      claimName: claim-dlt01

$ kubectl apply -f pv-delete.yaml
persistentvolume/pv-delete-0001 created
$ kubectl apply -f pvc-delete01.yaml
persistentvolumeclaim/claim-dlt01 created
$ kubectl get pv
NAME             CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-delete-0001   500Mi      RWX            Delete           Bound    default/claim-dlt01   slow                    2m40s
$ kubectl get pvc
NAME          STATUS   VOLUME           CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
claim-dlt01   Bound    pv-delete-0001   500Mi      RWX            slow           9s
$ kubectl apply -f nginx-delete01.yaml
pod/nginx-dlt01 created

動作確認

PodのPVの領域にファイルを作って書き込みます。

$ kubectl exec -it nginx-dlt01 /bin/bash
root@nginx-dlt01:/# echo `hostname` > /cache/testfile
root@nginx-dlt01:/# cat /cache/testfile
nginx-dlt01
root@nginx-dlt01:/# exit
exit

Podの削除

Podだけ削除して、再作成してみます。

$ kubectl delete -f nginx-delete01.yaml
pod "nginx-dlt01" deleted
$ kubectl apply -f nginx-delete01.yaml
pod/nginx-dlt01 created
$ kubectl exec -it nginx-dlt01 cat /cache/testfile
nginx-dlt01

Podを再作成しても、PVに書き込んだファイルは残ってますね。

PVCの削除

今度はPVCまで削除してみます。

$ kubectl delete -f nginx-delete01.yaml
pod "nginx-dlt01" deleted
$ kubectl delete -f pvc-delete01.yaml
persistentvolumeclaim "claim-dlt01" deleted
$ kubectl get pv
NAME             CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-delete-0001   500Mi      RWX            Delete           Failed   default/claim-dlt01   slow                    16m

PVのSTATUSが「Failed」になりました。

このときのNFS Server側でファイルを確認してみます。

[k8s-client ~]$ cat /share/testfile
nginx-dlt01

ファイルは残ってますね。

ここでPVCを再作成してみます。

$ kubectl apply -f pvc-delete01.yaml
persistentvolumeclaim/claim-dlt01 created
$ kubectl get pv
NAME             CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-delete-0001   500Mi      RWX            Delete           Failed   default/claim-dlt01   slow                    18m
$ kubectl get pvc
NAME          STATUS    VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
claim-dlt01   Pending                                      slow           11s
$ kubectl describe pvc claim-dlt01
Name:          claim-dlt01
・・・
Events:
  Type     Reason              Age                From                         Message
  ----     ------              ----               ----                         -------
  Warning  ProvisioningFailed  11s (x3 over 30s)  persistentvolume-controller  storageclass.storage.k8s.io "slow" not found

PVCの再作成はできましたが、Pendingの状態ですね。

PVの削除

今度はPVまで削除してみたいと思います。

$ kubectl delete -f nginx-delete01.yaml
pod "nginx-dlt01" deleted
$ kubectl delete -f pvc-delete01.yaml
persistentvolumeclaim "claim-dlt01" deleted
$ kubectl delete -f pv-delete.yaml
persistentvolume "pv-delete-0001" deleted

再作成します。

$ kubectl apply -f pv-delete.yaml
persistentvolume/pv-delete-0001 created
$ kubectl apply -f pvc-delete01.yaml
persistentvolumeclaim/claim-dlt01 created
$ kubectl get pv
NAME             CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-delete-0001   500Mi      RWX            Delete           Bound    default/claim-dlt01   slow                    30s
$ kubectl get pvc
NAME          STATUS   VOLUME           CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
claim-dlt01   Bound    pv-delete-0001   500Mi      RWX            slow           15s
$ kubectl apply -f nginx-delete01.yaml
pod/nginx-dlt01 created

PVの領域を確認します。

$ kubectl exec -it nginx-dlt01 cat /cache/testfile
nginx-dlt01

残ってますね。

マニュアルには以下のように記載されています。

AWS EBS、GCE PD、Azure Disk、もしくはOpenStack Cinderボリュームに関連するストレージアセットを削除

確かにNFSだと実体のファイルシステムを削除されても困ると思いますので、NFSだとこういう動作になるのかもしれないですね。
AWSなどで確認する機会ができたら、確認してみたいと思います。

Retain

次にRetainの動作を確認します。

環境準備

以下のマニフェストのPV/PVC/Podをapplyします。

pv-retain01.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv-retain-0001
spec:
  capacity:
    storage: 500Mi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: slow
  mountOptions:
    - hard
    - nfsvers=4.1
  nfs:
    path: /share
    server: k8s-client

pvc-retain01.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: claim-rtn01
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 500Mi
  storageClassName: slow

nginx-retain01.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-rtn01
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: nginx-rtn01
    volumeMounts:
    - mountPath: /cache
      name: cache-pv01
  volumes:
  - name: cache-pv01
    persistentVolumeClaim:
      claimName: claim-rtn01

$ kubectl apply -f pv-retain01.yaml
persistentvolume/pv-retain-0001 created
$ kubectl apply -f pvc-retain01.yaml
persistentvolumeclaim/claim-rtn01 created
$ kubectl get pv
NAME             CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-retain-0001   500Mi      RWX            Retain           Bound    default/claim-rtn01   slow                    13s
$ kubectl get pvc
NAME          STATUS   VOLUME           CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
claim-rtn01   Bound    pv-retain-0001   500Mi      RWX            slow           9s
$ kubectl apply -f nginx-retain01.yaml
pod/nginx-rtn01 created

動作確認

同様にPodのPVの領域にファイルを作って書き込んでおきます。

$ kubectl exec -it nginx-rtn01 cat /cache/testfile
nginx-rtn01

PVCの削除

PodとPVCを削除してみます。

$ kubectl delete -f nginx-retain01.yaml
pod "nginx-rtn01" deleted
$ kubectl delete -f pvc-retain01.yaml
persistentvolumeclaim "claim-rtn01" deleted
$ kubectl get pv
NAME             CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS     CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-retain-0001   500Mi      RWX            Retain           Released   default/claim-rtn01   slow                    10m

STATUSが「Released」となりました。

なお、この時NFS Server側では、作成したファイルは保持されています。

[k8s-client ~]$ cat /share/testfile
nginx-rtn01

PVCを再作成してみます。

$ kubectl apply -f pvc-retain01.yaml
persistentvolumeclaim/claim-rtn01 created
$ kubectl get pv
NAME             CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS     CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-retain-0001   500Mi      RWX            Retain           Released   default/claim-rtn01   slow                    12m
$ kubectl get pvc
NAME          STATUS    VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
claim-rtn01   Pending                                      slow           10s
$ kubectl describe pvc claim-rtn01
Name:          claim-rtn01
・・・
Events:
  Type     Reason              Age               From                         Message
  ----     ------              ----              ----                         -------
  Warning  ProvisioningFailed  9s (x4 over 46s)  persistentvolume-controller  storageclass.storage.k8s.io "slow" not found

PVのSTATUSは「Released」のままで、PVCがPendingになってますね。

PVの削除

PVまで削除し、PV/PVCを再作成することで、保持されているPVおよびファイルを再利用することができます。
RetainはPVの利用が終わった後（PVCを削除した後）にPVの実体を保持しますが、そのPVを再度利用する際は、PVを再作成する必要があります。

Recycle

最後にRecycleの動作を確認します。

環境準備

以下のマニフェストのPV/PVC/Podをapplyします。

pv-recycle01.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv-recycle-0001
spec:
  capacity:
    storage: 500Mi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  storageClassName: slow
  mountOptions:
    - hard
    - nfsvers=4.1
  nfs:
    path: /share
    server: k8s-client

pvc-recycle01.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: claim-rcc01
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 500Mi
  storageClassName: slow

nginx-recycle01.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-rcc01
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: nginx-rcc01
    volumeMounts:
    - mountPath: /cache
      name: cache-pv01
  volumes:
  - name: cache-pv01
    persistentVolumeClaim:
      claimName: claim-rcc01

$ kubectl get pv
NAME              CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-recycle-0001   500Mi      RWX            Recycle          Bound    default/claim-rcc01   slow                    13s
$ kubectl get pvc
NAME          STATUS   VOLUME            CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
claim-rcc01   Bound    pv-recycle-0001   500Mi      RWX            slow           7s
$ kubectl get pod
NAME                  READY   STATUS      RESTARTS   AGE
nginx-rcc01           1/1     Running     0          3m6s

動作確認

同様にPodのPVの領域にファイルを作って書き込んでおきます。

$ kubectl exec -it nginx-rcc01 cat /cache/testfile
nginx-rcc01

PVCの削除

PodとPVCを削除してみます。

$ kubectl delete -f nginx-recycle01.yaml
pod "nginx-rcc01" deleted
$ kubectl delete -f pvc-recycle01.yaml
persistentvolumeclaim "claim-rcc01" deleted
$ kubectl get pv
NAME              CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-recycle-0001   500Mi      RWX            Recycle          Available           slow                    8m21s

DeleteやRetainと違って、STATUSが「Available」に戻ってますね。

この時のNFS Server側のファイルを確認します。

[k8s-client ~]$ cat /share/testfile
cat: /share/testfile: そのようなファイルやディレクトリはありません

PVのSTATUSが「Available」ですので、PVを再作成しなくてもPVCを再設定できます。

$ kubectl apply -f pvc-recycle01.yaml
persistentvolumeclaim/claim-rcc01 created
$ kubectl get pv
NAME              CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                 STORAGECLASS   REASON   AGE
pv-recycle-0001   500Mi      RWX            Recycle          Bound    default/claim-rcc01   slow                    12m
$ kubectl get pvc
NAME          STATUS   VOLUME            CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
claim-rcc01   Bound    pv-recycle-0001   500Mi      RWX            slow           8s

まとめ

Deleteは想定した動きにはなりませんでしたが、Reclaim Policyの動きをまとめると以下になります。

PVCを削除したとき

	Delete	Retain	Recycle
PV中のファイル	削除される※	保持される	削除される
PV	削除される※	保持される	保持される
PVの実体	削除される※	保持される	保持される

※Deleteは今回の検証では違う動き。本やマニュアルを見るとこうなる模様。

PVを再利用するとき

	Delete	Retain	Recycle
PVC	再設定	再設定	再設定
PV	再設定	再設定	再設定不要
PVの実体	再設定？	再設定不要	再設定不要

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