k8s集群minio作pvc挂载介绍及示例

2024-08-01 分布式系统, 实习项目 0 评论字数统计: 3.4k(字) 阅读时长: 16(分)

MinIO介绍
PVC概念（Persistent Volume Claim）
MinIO与PVC的结合
配置步骤
踩坑
数据安全

MinIO介绍

参考：https://www.cnblogs.com/yuxl01/p/16226701.html

MinIO 是一个高性能的对象存储系统，常用于存储大量非结构化数据，例如图片、视频、备份文件等。它以分布式方式运行，确保数据的高可用性和可靠性。

PVC概念（Persistent Volume Claim）

在Kubernetes中，Persistent Volume (PV) 是集群中由管理员提供的一块存储资源，而Persistent Volume Claim (PVC) 则是用户对存储资源的请求。PVC允许用户动态地申请存储资源，并将其挂载到Pod中，以便持久存储数据。

MinIO与PVC的结合

将MinIO作为PVC挂载使用，可以使应用程序方便地使用MinIO提供的存储资源，并且通过Kubernetes的调度和管理功能，保证存储服务的高可用性和可扩展性。

大致流程如下：

用户 <–> MinIO：用户上传或下载数据。

MinIO <–> PVC：MinIO的部署配置请求存储资源（PVC）。

PVC <–> PV：Kubernetes将PVC绑定到合适的PV，提供实际的存储资源。

PV：实际存储数据的位置。

配置步骤

写一个简单的demo，演示一下上传一条记录到minio的过程

创建相关存储服务

1. 创建Persistent Volume (PV) 和 Persistent Volume Claim (PVC)

创建一个PV配置文件 minio-pv.yaml，给这个PV分配10G空间

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: minio-pv
spec:
  capacity:
    storage: 100Mi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: manual
  hostPath:
    path: "/mnt/data"

创建一个PVC配置文件 minio-pvc.yaml：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: minio-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 100Mi
  storageClassName: manual

2. 部署MinIO

创建一个MinIO部署文件 minio-deployment.yaml，使用前面创建的pvc

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: minio-deployment
  labels:
    app: minio
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: minio
  template:
    metadata:
      labels:
        app: minio
    spec:
      containers:
      - name: minio
        image: minio/minio:latest
        args:
        - server
        - /data
        ports:
        - containerPort: 9000
        env:
        - name: MINIO_ACCESS_KEY
          value: "minioadmin"
        - name: MINIO_SECRET_KEY
          value: "minioadmin"
        volumeMounts:
        - name: minio-storage
          mountPath: /data
      volumes:
      - name: minio-storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: minio-pvc

创建一个MinIO服务文件 minio-service.yaml，用于提供一种访问方式

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: minio-service
  labels:
    app: minio
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 9000
    targetPort: 9000
  selector:
    app: minio

踩坑：由于在本地环境下，LoadBalancer 类型的服务不会自动获得一个外部 IP 地址。即：

所以改为NodePort类型的服务。

NodePort 是一种服务类型，它在所有集群节点的一个静态端口（NodePort）上为服务开放一个端口。这意味着你可以通过任何节点的 IP 地址加上这个端口来访问服务。

修改后的yaml文件为：
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apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: minio-service
  labels:
    app: minio
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 9000
    targetPort: 9000
    nodePort: 31909 
  selector:
    app: minio

3. 应用配置文件

使用 kubectl 命令行工具应用这些配置文件：

kubectl apply -f minio-pv.yaml
kubectl apply -f minio-pvc.yaml
kubectl apply -f minio-deployment.yaml
kubectl apply -f minio-service.yaml

编写上传记录的Go程序

1. 安装MinIO的Go SDK

首先安装MinIO的Go SDK：

1	go get github.com/minio/minio-go/v7

2. 编写上传记录的Go程序

编写一个简单的Go程序来上传一条记录：

这里有一个桶的概念。桶（Bucket）是用来组织和管理数据的主要容器。每个桶可以包含任意数量的对象（文件），可以把桶想象成一个顶级文件夹，它用来存储数据对象。

package main

import (
    "bytes"
    "context"
    "fmt"
    "log"

    "github.com/minio/minio-go/v7"
    "github.com/minio/minio-go/v7/pkg/credentials"
)

func main() {
    // 初始化MinIO客户端
    minioClient, err := minio.New("localhost:9000", &minio.Options{
        Creds:  credentials.NewStaticV4("minioadmin", "minioadmin", ""),
        Secure: false,
    })
    if err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }

    // 创建一个桶（bucket）
    bucketName := "mybucket"
    location := "china"
    err = minioClient.MakeBucket(context.Background(), bucketName, minio.MakeBucketOptions{Region: location})
    if err != nil {
        // 检查桶是否已经存在
        exists, errBucketExists := minioClient.BucketExists(context.Background(), bucketName)
        if errBucketExists == nil && exists {
            fmt.Printf("Bucket '%s' already exists.\n", bucketName)
        } else {
            log.Fatalln(err)
        }
    } else {
        fmt.Printf("Bucket '%s' created successfully.\n", bucketName)
    }

    // 上传一条记录
    recordContent := "This is a test record."
    recordName := "test_record.txt"
    _, err = minioClient.PutObject(context.Background(), bucketName, recordName, bytes.NewReader([]byte(recordContent)), int64(len(recordContent)), minio.PutObjectOptions{ContentType: "text/plain"})
    if err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }

    fmt.Println("Record uploaded successfully.")
}

3. 运行程序

将上述Go代码保存为 main.go，然后运行它：

1	go run main.go

尝试删、改、查

上传对象

直接拆出来

func uploadObject(minioClient minio.Client, bucketName string) {
	// 上传一条记录
	recordContent := "This is a test record."
	recordName := "test_record.txt"
	_, err := minioClient.PutObject(context.Background(), bucketName, recordName, bytes.NewReader([]byte(recordContent)), int64(len(recordContent)), minio.PutObjectOptions{ContentType: "text/plain"})
	if err != nil {
		log.Fatalln(err)
	}

	fmt.Println("Record uploaded successfully.")
}

删除对象

删除一个已经存在的对象：

func removeObject(minioClient *minio.Client, bucketName, objectName string) {
    ctx := context.Background()
    err := minioClient.RemoveObject(ctx, bucketName, objectName, minio.RemoveObjectOptions{})
    if err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }
    log.Printf("Successfully deleted %s\n", objectName)
}

上传（修改）对象

上传一个新的对象或覆盖一个已经存在的对象可以视为“修改”操作：

import "bytes"

func modifyObject(minioClient *minio.Client, bucketName, objectName, objectContent string) {
    ctx := context.Background()
    reader := bytes.NewReader([]byte(objectContent))
    _, err := minioClient.PutObject(ctx, bucketName, objectName, reader, int64(len(objectContent)), minio.PutObjectOptions{ContentType: "text/plain"})
    if err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }
    log.Printf("Successfully uploaded %s\n", objectName)
}

检索（查）对象

检索（查）操作包括列出所有对象名称和内容


func getObjectContent(minioClient *minio.Client, bucketName, objectName string) {
    ctx := context.Background()

    // 使用 GetObject 获取对象
    object, err := minioClient.GetObject(ctx, bucketName, objectName, minio.GetObjectOptions{})
    if err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }
    defer object.Close()

    // 读取对象的内容
    data, err := io.ReadAll(object)
    if err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }

    // 输出对象的内容
    log.Printf("Content of %s: %s\n", objectName, string(data))
}

func listObjectsAndContents(minioClient *minio.Client, bucketName string) {
    ctx := context.Background()
    objectCh := minioClient.ListObjects(ctx, bucketName, minio.ListObjectsOptions{})
    for object := range objectCh {
        if object.Err != nil {
            log.Fatalln(object.Err)
        }
        log.Printf("Found %s\n", object.Key)
        getObjectContent(minioClient, bucketName, object.Key)
    }
}

踩坑

目前最大的问题是dockerhub访问不了，有解决方式，包括挂代理、使用cloudflare托管等，我在这里找到了一个暂且还能使用的镜像源https://docker.1panel.live

数据安全

数据加密

服务器端上传加密，将对象通过自定义的密钥加密并上传至服务器，以保护数据安全。使用 encrypt.NewSSEC 函数来创建一个服务器端加密（SSE）对象，该函数接收一个密钥

package main

import (
	"context"
	"log"

	"github.com/minio/minio-go/v7"
	"github.com/minio/minio-go/v7/pkg/credentials"
	"github.com/minio/minio-go/v7/pkg/encrypt"

)

func main() {
	// 连接到Minio服务器
	endpoint := "play.min.io"
	accessKeyID := "YOUR-ACCESSKEYID"
	secretAccessKey := "YOUR-SECRETACCESSKEY"
	useSSL := true

	// 初始化minio client对象
	minioClient, err := minio.New(endpoint, &minio.Options{
		Creds:  credentials.NewStaticV4(accessKeyID, secretAccessKey, ""),
		Secure: useSSL,
	})
	if err != nil {
		log.Fatalln(err)
	}
	
	// 创建一个加密的存储桶
	bucketName := "encrypted-bucket"
	location := "us-east-1"
	
	err = minioClient.MakeBucket(context.Background(), bucketName, minio.MakeBucketOptions{Region: location})
	if err != nil {
		// 检查是否已经存在
		exists, errBucketExists := minioClient.BucketExists(context.Background(), bucketName)
		if errBucketExists == nil && exists {
			log.Printf("Bucket %s already exists\n", bucketName)
		} else {
			log.Fatalln(err)
		}
	} else {
		log.Printf("Bucket %s created successfully\n", bucketName)
	}
	
	// 设置加密密钥
	encryptionKey := "MY-ENCRYPTION-KEY"
	sse := encrypt.NewSSEC([]byte(encryptionKey))
	
	// 上传文件并加密
	objectName := "encrypted-file.txt"
	filePath := "file.txt"
	contentType := "application/text"
	
	uploadInfo, err := minioClient.FPutObject(context.Background(), bucketName, objectName, filePath, minio.PutObjectOptions{
		ContentType:  contentType,
		ServerSideEncryption: sse,
	})
	if err != nil {
		log.Fatalln(err)
	}
	
	log.Printf("Successfully uploaded %s of size %d\n", objectName, uploadInfo.Size)

}

创建了一个名为“encrypted-bucket”的加密存储桶。然后，设置了一个自定义的加密密钥，并使用该密钥对文件进行加密上传。上传到Minio服务器的文件将以加密形式存储，保护了数据的机密性。

访问控制

除了数据加密，Minio还提供了访问控制功能，可以帮助用户控制对存储桶和对象的访问权限。通过设置适当的访问策略，用户可以限制谁可以读取和写入存储桶中的对象，从而提高数据的安全性。

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"log"

	"github.com/minio/minio-go/v7"
	"github.com/minio/minio-go/v7/pkg/credentials"

)

func main() {
	// 连接到Minio服务器
	endpoint := "play.min.io"
	accessKeyID := "YOUR-ACCESSKEYID"
	secretAccessKey := "YOUR-SECRETACCESSKEY"
	useSSL := true
// 初始化minio client对象
minioClient, err := minio.New(endpoint, &minio.Options{
	Creds:  credentials.NewStaticV4(accessKeyID, secretAccessKey, ""),
	Secure: useSSL,
})
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

// 设置存储桶的访问策略
bucketName := "encrypted-bucket"
username := "specific-user" // 替换为你想允许写入的特定用户的用户名

policy := `{
	"Version": "2012-10-17",
	"Statement": [
		{
			"Effect": "Allow",
			"Principal": {"AWS": "arn:aws:iam::` + username + `"},
			"Action": [
				"s3:PutObject",
				"s3:DeleteObject"
			],
			"Resource": "arn:aws:s3:::` + bucketName + `/*"
		},
		{
			"Effect": "Allow",
			"Principal": "*",
			"Action": "s3:GetObject",
			"Resource": "arn:aws:s3:::` + bucketName + `/*"
		}
	]
}`

err = minioClient.SetBucketPolicy(context.Background(), bucketName, policy)
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

fmt.Println("Bucket policy set successfully.")
}

创建一个策略文档，其中包含两个声明：第一个声明：允许特定用户（通过其ARN表示）进行写操作（包括PutObject和DeleteObject）。第二个声明：允许所有用户进行读操作（GetObject）。

SSL/TLS支持

Minio还支持通过SSL/TLS对数据进行安全传输。通过启用SSL/TLS，所有传输的数据都将进行加密，从而防止中间人攻击和数据泄露。

package main

import (
	"log"

	"github.com/minio/minio-go/v7"
	"github.com/minio/minio-go/v7/pkg/credentials"

)

func main() {
	// 连接到启用了SSL/TLS的Minio服务器
	endpoint := "play.min.io"
	accessKeyID := "YOUR-ACCESSKEYID"
	secretAccessKey := "YOUR-SECRETACCESSKEY"
	useSSL := true
// 初始化minio client对象
minioClient, err := minio.New(endpoint, &minio.Options{
	Creds:  credentials.NewStaticV4(accessKeyID, secretAccessKey, ""),
	Secure: useSSL,
})
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

log.Println("Successfully connected to Minio server.")
}

版本控制

通过启用版本控制，Minio可以保存对象的多个版本，以防止数据丢失和意外删除。

package main

import (
	"context"
	"log"

	"github.com/minio/minio-go/v7"
	"github.com/minio/minio-go/v7/pkg/credentials"

)

func main() {
	// 连接到Minio服务器
	endpoint := "play.min.io"
	accessKeyID := "YOUR-ACCESSKEYID"
	secretAccessKey := "YOUR-SECRETACCESSKEY"
	useSSL := true
// 初始化minio client对象
minioClient, err := minio.New(endpoint, &minio.Options{
	Creds:  credentials.NewStaticV4(accessKeyID, secretAccessKey, ""),
	Secure: useSSL,
})
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

// 启用版本控制
bucketName := "my-bucket"
err = minioClient.EnableVersioning(context.Background(), bucketName)
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

log.Println("Versioning enabled successfully.")
}

锁定措施

通过启用对象锁定，Minio可以保护数据免受意外删除或覆盖，并实现数据保留和合规性要求。

package main

import (
	"context"
	"log"
	"time"

	"github.com/minio/minio-go/v7"
	"github.com/minio/minio-go/v7/pkg/credentials"

)

func main() {
	// 连接到Minio服务器
	endpoint := "play.min.io"
	accessKeyID := "YOUR-ACCESSKEYID"
	secretAccessKey := "YOUR-SECRETACCESSKEY"
	useSSL := true
// 初始化minio client对象
minioClient, err := minio.New(endpoint, &minio.Options{
	Creds:  credentials.NewStaticV4(accessKeyID, secretAccessKey, ""),
	Secure: useSSL,
})
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

// 启用对象锁定
bucketName := "my-lock-enabled-bucket"
err = minioClient.MakeBucket(context.Background(), bucketName, minio.MakeBucketOptions{ObjectLocking: true})
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

log.Println("Bucket with object lock enabled created successfully.")

// 上传带有锁定策略的对象
objectName := "my-object.txt"
filePath := "path/to/your/file.txt"
contentType := "application/text"

lockMode := minio.Governance
retainUntilDate := time.Now().Add(24 * time.Hour) // 保留24小时

uploadInfo, err := minioClient.PutObject(context.Background(), bucketName, objectName, filePath, -1, minio.PutObjectOptions{
	ContentType:      contentType,
	RetainUntilDate: retainUntilDate,
	Mode:            lockMode,
})
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

log.Printf("Successfully uploaded %s with lock mode %s until %v\n", objectName, lockMode, retainUntilDate)
}

数据完整性检查

通过计算文件的哈希值并在上传和下载过程中进行验证，可以确保数据在传输过程中没有被损坏。

package main

import (
	"context"
	"crypto/sha256"
	"fmt"
	"io"
	"log"
	"os"

	"github.com/minio/minio-go/v7"
	"github.com/minio/minio-go/v7/pkg/credentials"

)

func main() {
	// 连接到Minio服务器
	endpoint := "play.min.io"
	accessKeyID := "YOUR-ACCESSKEYID"
	secretAccessKey := "YOUR-SECRETACCESSKEY"
	useSSL := true
// 初始化minio client对象
minioClient, err := minio.New(endpoint, &minio.Options{
	Creds:  credentials.NewStaticV4(accessKeyID, secretAccessKey, ""),
	Secure: useSSL,
})
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

// 上传文件并计算哈希值
bucketName := "my-bucket"
objectName := "my-object.txt"
filePath := "path/to/your/file.txt"

file, err := os.Open(filePath)
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}
defer file.Close()

hash := sha256.New()
tee := io.TeeReader(file, hash)

uploadInfo, err := minioClient.PutObject(context.Background(), bucketName, objectName, tee, -1, minio.PutObjectOptions{})
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

log.Printf("Successfully uploaded %s of size %d\n", objectName, uploadInfo.Size)
log.Printf("SHA-256 hash: %x\n", hash.Sum(nil))

// 下载文件并验证哈希值
downloadFilePath := "path/to/your/downloaded_file.txt"
err = minioClient.FGetObject(context.Background(), bucketName, objectName, downloadFilePath, minio.GetObjectOptions{})
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

downloadedFile, err := os.Open(downloadFilePath)
if err != nil {
	log.Fatalln(err)
}
defer downloadedFile.Close()

downloadHash := sha256.New()
if _, err := io.Copy(downloadHash, downloadedFile); err != nil {
	log.Fatalln(err)
}

log.Printf("Downloaded file SHA-256 hash: %x\n", downloadHash.Sum(nil))
if hash.Sum(nil) == downloadHash.Sum(nil) {
	log.Println("Data integrity verified successfully.")
} else {
	log.Println("Data integrity verification failed.")
}
}

在上传文件时，通过io.TeeReader同时计算文件的SHA-256哈希值。下载文件后，重新计算下载文件的SHA-256哈希值。比较上传和下载文件的哈希值以验证数据的完整性。

本文链接： http://gladiouszhang.github.io/2024/08/01/k8s集群minio作pvc挂载/

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Shuyu Zhang (张舒俞)学生

西安电子科技大学硕士在读