K8s进阶之一文搞懂PV，PVC及SC

前言

想相识Pod的根本存储，可以参考这篇文章：K8s新手系列之Pod的根本存储
概述

官方文档：

• 配置Pod使用PV进行存储：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/configure-persistent-volume-storage/
  
• PV（持久卷）：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/persistent-volumes/
  
• SC（存储类）：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/storage-classes/
  

什么是PV？

PV（Persistent Volume）是持久化卷的意思，是对底层的共享存储的一种抽象。一般环境下PV由kubernetes管理员进行创建和配置，它与底层具体的共享存储技术有关，并通过插件完成与共享存储的对接。
什么是PVC？

PVC（Persistent Volume Claim）是持久卷声明的意思，是用户对于存储需求的一种声明。换句话说，PVC其实就是用户向kubernetes系统发出的一种资源需求申请。
什么是SC？

SC（StorageClass）是存储类的意思，Kubernetes 可以根据 StorageClass 的定义动态地创建持久化存储卷（PersistentVolume, PV）和持久化卷声明（PersistentVolumeClaim, PVC）。StorageClass 提供了一种抽象层，允许用户在不关心底层存储实现细节的环境下请求存储资源。

PV详解

PV 是集群中可被申请的存储资源，由管理员提前创建并定义存储参数（如容量、访问权限、回收策略等）。它与具体的 Pod 解耦，可被多个 Pod 声明（通过 PVC）和使用。
PV分类

静态PV

由管理员手动创建 PV 资源清单，预先定义存储容量、访问模式、存储路径等参数，不依靠StorageClass。
适用于预先配置好的存储（如自建 NFS、GlusterFS 共享目录），或必要精细控制存储配置的场景。
动态PV：

通过StorageClass自动创建，无需手动编写 PV 清单，Kubernetes 根据PersistentVolumeClaim（PVC）的请求动态分配存储。
适用于云原生环境（如 AWS EBS、GCE PD）或必要按需分配存储的场景。
核心作用

解耦应用与存储基础设施：Pod 无需关心底层存储细节（如 NFS 服务器地点、云硬盘范例），通过 PVC 声明存储需求即可。
提供持久化存储：数据不随 Pod 销毁而丢失，适用于有状态应用（如数据库、文件服务）。
PV的生命周期

• 供应阶段（Provisioning）：
  
  
  
  • 静态供应（Static Provisioning）：管理员手动创建 PV 资源，预先定义存储细节（如容量、访问模式、存储范例等），适用于已知存储需求的场景。
    
  • 动态供应（Dynamic Provisioning）：通过StorageClass自动创建 PV，当 PVC 申请存储时，Kubernetes 根据 SC 配置调用存储插件（如 NFS CSI 驱动）动态生成 PV。
    
  
  
• 绑定阶段（Binding）
  
  
  
  • Bound：找到匹配的 PV，两者绑定（如用户示例中的pvc-sc-01状态为Bound）。
    
  • Pending：未找到匹配 PV（如用户示例中的pvc-sc-02因未指定 SC，但默认 SC 可能不满足条件而处于Pending）。
    
  
  
• 使用阶段（Using）
  
  
  
  • Pod 通过 PVC 挂载 PV，数据持久化存储到后端存储（如 NFS 共享目录）。
    
  • 支持动态扩缩容（需 SC 开启allowVolumeExpansion: true），通过kubectl patch pvc调整容量。
    
  
  
• 释放阶段（Releasing）
  当 PVC 被删除（kubectl delete pvc），PV 进入Released状态：
  
  
  
  • PV 不再被 PVC 绑定，但数据仍生存在后端存储中（取决于 SC 的reclaimPolicy）。
    
  • 此时 PV 可能存在 “孤儿” 状态（如 PV 配置与新 PVC 需求不匹配，无法重新绑定）。
    
  
  
• 回收阶段（Reclaiming）
  PV 的回收行为由reclaimPolicy决定（定义在 PV 或 SC 中，SC 优先级高于 PV），支持三种策略：
  
  
  
  • Retain（生存，默认）
    PV 释放后生存数据，需管理员手动清理后端存储或删除 PV。
    适用于必要手动管理数据的场景（如用户示例中的 SC 配置reclaimPolicy: Retain）。
    
  • Delete（删除）
    PV 释放后自动删除后端存储资源（如 NFS 共享目录会被删除，需审慎！）。
    适用于临时存储或无状态应用。
    
  • Recycle（回收，已弃用）
    清除 PV 数据（如执行rm -rf /data/*），Kubernetes 1.17 + 已废弃，推荐使用Delete或Retain。
    
  
  

PV资源清单文件详解

1. apiVersion: v1          # API版本，PV属于core API组，版本固定为v1
2. kind: PersistentVolume  # 资源类型为PersistentVolume
3. metadata:
4.   name: pv-nfs          # PV名称，全局唯一
5.   labels:               # 可选标签，用于筛选和关联PVC
6.     storage: nfs
7.   annotations:          # 可选注解，附加元数据
8.     description: "NFS storage for web apps"
9. spec:
10.   capacity:             # PV的存储容量，必填
11.     storage: 10Gi       # 容量大小，支持Gi、Ti等单位
12.   accessModes:          # 访问模式，定义PV如何被挂载，必填（至少一个）
13.     - ReadWriteOnce     # RWO：单节点读写（最常用，支持Node或Pod级别）
14.     - ReadOnlyMany      # ROX：多节点只读
15.     - ReadWriteMany     # RWX：多节点读写（需存储支持，如NFS、GlusterFS）
16.   persistentVolumeReclaimPolicy: # 回收策略，定义PV释放后的处理方式，默认Retain
17.     Retain              # 保留数据，需手动清理（默认）
18.     # Recycle         # 已弃用，等价于Delete（仅支持NFS等少数存储）
19.     # Delete            # 删除存储（如云硬盘EBS会被删除，NFS仅删除PVC绑定）
20.   storageClassName: ""  # 关联的StorageClass名称，空字符串表示默认类，或不指定
21.   mountOptions:         # 挂载时的额外选项（如文件系统参数），可选
22.     - hard
23.     - nfsvers=4.1
24.   nfs:                  # 存储类型配置（不同存储类型字段不同，此处以NFS为例）
25.     server: 10.0.0.30   # NFS服务器IP
26.     path: /data/nfs     # NFS共享路径
27.   # 其他存储类型（如hostPath、AWS EBS、Ceph等）的配置字段不同，见下方说明

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关键字段说明

spec.accessModes（访问模式）：必须至少指定一个模式，需与存储范例兼容：

• ReadWriteOnce (RWO)：单节点读写（支持同一节点上的多个 Pod 共享）。
  
• ReadOnlyMany (ROX)：多节点只读（如 NFS 允许多个节点挂载为只读）。
  
• ReadWriteMany (RWX)：多节点读写（需存储支持，如 NFS、GlusterFS、CephFS）。
  

注意：云硬盘（如 EBS、PD）通常仅支持 RWO，而 NFS、CephFS 等分布式存储支持 RWX。
spec.persistentVolumeReclaimPolicy（回收策略）

• Retain（生存）（默认）：当 PVC 删除时，PV 数据生存，状态变为 Released，需手动清理数据或删除 PV。
  
• Delete（删除）：当 PVC 删除时，自动删除底层存储（如云硬盘、S3 Bucket），适用于动态创建的存储。
  
• Recycle（回收）（已弃用）：清空存储数据，仅适用于 NFS 等少数存储，Kubernetes 1.14 + 已移除。
  

创建静态pv实战案例

示例：

1. # 定义pv
2. [root@master01 ~/volumes]# cat pv-test01.yaml
3. apiVersion: v1
4. kind: PersistentVolume
5. metadata:
6.   name: pv-01
7.   labels:
8.     name: pv-01
9. spec:
10.   capacity:
11.     storage: 10Gi
12.   # 指定存储类型为nfs
13.   nfs:
14.     server: 10.0.0.30
15.     path: /data/nfs/nginx/pv-01
16.   # 访问模式
17.   accessModes:
18.   # 多节点读写
19.   - ReadWriteMany
20.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
22. # 创建pv
23. [root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f pv-test01.yaml
24. persistentvolume/pv-01 created
26. # 查看pv
27. [root@master01 ~/volumes]# kubectl get pv
28. NAME    CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
29. pv-01   10Gi       RWX            Retain           Available                                   7s
31. # 查看详细信息
32. [root@master01 ~/volumes]# kubectl describe pv pv-01
33. Name:            pv-01
34. Labels:          <none>
35. Annotations:     <none>
36. Finalizers:      [kubernetes.io/pv-protection]
37. StorageClass:
38. Status:          Available
39. Claim:
40. Reclaim Policy:  Retain
41. Access Modes:    RWX
42. VolumeMode:      Filesystem
43. Capacity:        20Gi
44. Node Affinity:   <none>
45. Message:
46. Source:
47.     Type:      NFS (an NFS mount that lasts the lifetime of a pod)
48.     Server:    10.0.0.30
49.     Path:      /data/nfs/nginx/pv-01
50.     ReadOnly:  false
51. Events:        <none>

复制代码

使用kubectl管理pv

查看pv

1. kubectl get pv <pv-name>
3. kubectl describe pv <pv-name>

复制代码

删除pv

1. kubectl delete pv <pv-name>

复制代码

修改pv

1. 方式一：修改资源清单文件再apply即可
2. 方式二：通过kubectl edit修改保存即可

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PVC详解

PVC（Persistent Volume Claim）是持久卷声明的意思，是用户对于存储需求的一种声明。换句话说，PVC其实就是用户向kubernetes系统发出的一种资源需求申请。
核心概念

PVC 是名称空间级别的资源，用于声明：

• 必要的存储容量（如 5Gi）。
  
• 支持的访问模式（如 ReadWriteOnce）。
  
• 期望的存储范例（通过storageClassName关联 StorageClass）。
  

PVC 与 PV 的关系类似于 Pod 与 Node 的关系：PVC 请求资源，PV 提供资源，两者通过绑定机制匹配。
PVC资源清单文件详解

1. apiVersion: v1
2. kind: PersistentVolumeClaim
3. metadata:
4.   name: my-pvc  # PVC名称，命名空间内唯一
5.   namespace: default  # 命名空间，默认default
6.   labels:
7.     app: my-app
8. spec:
9.   accessModes:  # 访问模式，必须与PV兼容
10.     - ReadWriteOnce  # 单节点读写
11.   resources:
12.     requests:
13.       storage: 5Gi  # 请求的存储容量
14.   storageClassName: "standard"  # 关联的StorageClass名称，""表示使用默认类
15.   selector:  # 可选，通过标签筛选PV
16.     matchLabels:
17.       storage-type: "ssd"

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关键字段说明

spec.accessModes（访问模式）：必须至少指定一个模式，需与存储范例兼容：

• ReadWriteOnce (RWO)：单节点读写（支持同一节点上的多个 Pod 共享）。
  
• ReadOnlyMany (ROX)：多节点只读（如 NFS 允许多个节点挂载为只读）。
  
• ReadWriteMany (RWX)：多节点读写（需存储支持，如 NFS、GlusterFS、CephFS）。
  

注意：云硬盘（如 EBS、PD）通常仅支持 RWO，而 NFS、CephFS 等分布式存储支持 RWX。
创建PVC关联PV实战

创建PV

以上面案例为基础，可以修改一下，参考下面的资源文件

1. [root@master01 ~/volumes]# cat pv-test01.yaml
2. apiVersion: v1
3. kind: PersistentVolume
4. metadata:
5.   name: pv-01
6.   labels:
7.     name: pv-01
8. spec:
9.   capacity:
10.     storage: 10Gi
11.   # 指定存储类型为nfs
12.   nfs:
13.     server: 10.0.0.30
14.     path: /data/nfs/nginx/pv-01
15.   # 访问模式
16.   accessModes:
17.   # 多节点读写
18.   - ReadWriteMany
19.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

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创建PVC

1. # 定义资源文件
2. [root@master01 ~/volumes]# cat pvc-test01.yaml
3. apiVersion: v1
4. kind: PersistentVolumeClaim
5. metadata:
6.   name: pvc-01
7.   labels:
8.     name: pvc-01
9.   namespace: default
10. spec:
11.   # 定义访问模式，和pv一样即可
12.   accessModes:
13.   - ReadWriteMany
14.   # 标签选择器，选择哪一个PV
15.   selector:
16.     matchExpressions:
17.     - key: name
18.       operator: In
19.       values:
20.       - pv-01
21.   # 申请PV的容量，这里申请5G
22.   resources:
23.     requests:
24.       storage: 5G
25. # 创建PVC
26. [root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f pvc-test01.yaml
27. persistentvolumeclaim/pvc-01 created

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查看pv和pvc

1. [root@master01 ~/volumes]# kubectl get pv,pvc
2. NAME                     CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM            STORAGECLASS   REASON   AGE
3. persistentvolume/pv-01   10Gi       RWX            Retain           Bound    default/pvc-01                           27m
5. NAME                           STATUS   VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
6. persistentvolumeclaim/pvc-01   Bound    pv-01    10Gi       RWX                           7s
8. # 查看详情
9. [root@master01 ~/volumes]# kubectl describe pvc pvc-01
10. Name:          pvc-01
11. Namespace:     default
12. StorageClass:
13. Status:        Bound
14. Volume:        pv-01
15. Labels:        name=pvc-01
16. Annotations:   pv.kubernetes.io/bind-completed: yes
17.                pv.kubernetes.io/bound-by-controller: yes
18. Finalizers:    [kubernetes.io/pvc-protection]
19. Capacity:      10Gi
20. Access Modes:  RWX
21. VolumeMode:    Filesystem
22. Used By:       <none>
23. Events:        <none>

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创建Pod关联PVC使用PV存储

这里创建MySQL

1. # 定义资源文件
2. [root@master01 ~/volumes]# cat pod-mysql.yaml
3. apiVersion: v1
4. kind: Pod
5. metadata:
6.   name: pod-pvc
7. spec:
8.   volumes:
9.   - name: data
10.     # 指定存储类型为PVC
11.     persistentVolumeClaim:
12.       # 指定PVC的名称
13.       claimName: pvc-01
14.       # 是否只读，默认值为false，代表可读写
15.       readOnly: false
16.   containers:
17.   - name: mysql
18.     image: mysql:8.0.26
19.     env:
20.     - name: "MYSQL_ROOT_PASSWORD"
21.       value: "root123"
22.     # 挂载存储卷
23.     volumeMounts:
24.     # 指定存储卷的名称
25.     - name: data
26.       mountPath: /var/lib/mysql
28. # 创建pod
29. [root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f pod-mysql.yaml
30. pod/pod-pvc created

复制代码

查看PV存储路径的数据

1. [root@master01 ~/volumes]# ll /data/nfs/nginx/pv-01/
2. total 198068
3. -rw-r----- 1  999  999   196608 May 11 14:45 '#ib_16384_0.dblwr'
4. -rw-r----- 1  999  999  8585216 May 11 14:45 '#ib_16384_1.dblwr'
5. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 14:45 '#innodb_temp'/
6. drwxr-xr-x 6  999 root     4096 May 11 14:45  ./
7. drwxr-xr-x 4 root root     4096 May 11 14:44  ../
8. -rw-r----- 1  999  999       56 May 11 14:45  auto.cnf
9. -rw-r----- 1  999  999  3117023 May 11 14:45  binlog.000001
10. -rw-r----- 1  999  999      156 May 11 14:45  binlog.000002
11. -rw-r----- 1  999  999       32 May 11 14:45  binlog.index
12. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 14:45  ca-key.pem
13. -rw-r--r-- 1  999  999     1112 May 11 14:45  ca.pem
14. -rw-r--r-- 1  999  999     1112 May 11 14:45  client-cert.pem
15. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 14:45  client-key.pem
16. -rw-r----- 1  999  999     5718 May 11 14:45  ib_buffer_pool
17. -rw-r----- 1  999  999 50331648 May 11 14:45  ib_logfile0
18. -rw-r----- 1  999  999 50331648 May 11 14:45  ib_logfile1
19. -rw-r----- 1  999  999 12582912 May 11 14:45  ibdata1
20. -rw-r----- 1  999  999 12582912 May 11 14:46  ibtmp1
21. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 14:45  mysql/
22. -rw-r----- 1  999  999 31457280 May 11 14:45  mysql.ibd
23. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 14:45  performance_schema/
24. -rw------- 1  999  999     1676 May 11 14:45  private_key.pem
25. -rw-r--r-- 1  999  999      452 May 11 14:45  public_key.pem
26. -rw-r--r-- 1  999  999     1112 May 11 14:45  server-cert.pem
27. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 14:45  server-key.pem
28. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 14:45  sys/
29. -rw-r----- 1  999  999 16777216 May 11 14:45  undo_001
30. -rw-r----- 1  999  999 16777216 May 11 14:45  undo_002

复制代码

验证删除Pod示例之后数据是否生存

创建模拟数据

1. # 进入容器
2. [root@master01 ~/volumes]# kubectl exec -it pod-pvc -- /bin/bash
3. # 连接MySQL
4. root@pod-pvc:/# mysql -uroot -proot123
5. # 创建测试库
6. mysql> create database testdb;
7. Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
8. # 查看数据库
9. mysql> show databases;
10. +--------------------+
11. | Database           |
12. +--------------------+
13. | information_schema |
14. | mysql              |
15. | performance_schema |
16. | sys                |
17. | testdb             |
18. +--------------------+
19. 5 rows in set (0.01 sec)

复制代码

删除Pod后重新创建

1. # 删除pod
2. [root@master01 ~/volumes]# kubectl delete po pod-pvc
3. pod "pod-pvc" deleted
4. # 查看pv和pvc
5. [root@master01 ~/volumes]# kubectl get pv,pvc
6. NAME                     CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM            STORAGECLASS   REASON   AGE
7. persistentvolume/pv-01   10Gi       RWX            Retain           Bound    default/pvc-01                           47m
9. NAME                           STATUS   VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
10. persistentvolumeclaim/pvc-01   Bound    pv-01    10Gi       RWX                           20m
11. # 重新创建
12. [root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f pod-mysql.yaml
13. pod/pod-pvc created

复制代码

进入新创建的pod内查看库是否存在

1. # 进入容器
2. [root@master01 ~/volumes]# kubectl exec -it pod-pvc -- /bin/bash
3. # 连接数据库
4. root@pod-pvc:/# mysql -uroot -proot123
5. mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
6. Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
7. Your MySQL connection id is 8
8. Server version: 8.0.26 MySQL Community Server - GPL
10. Copyright (c) 2000, 2021, Oracle and/or its affiliates.
12. Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
13. affiliates. Other names may be trademarks of their respective
14. owners.
16. Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
18. # 查看数据
19. mysql> show databases;
20. +--------------------+
21. | Database           |
22. +--------------------+
23. | information_schema |
24. | mysql              |
25. | performance_schema |
26. | sys                |
27. | testdb             |
28. +--------------------+
29. 5 rows in set (0.00 sec)

复制代码

测试删除Pod和PVC之后，PV的数据是否还存在

经过验证，数据仍旧存在

1. # 删除pod和pvc
2. [root@master01 ~/volumes]# kubectl delete po pod-pvc
3. pod "pod-pvc" deleted
4. [root@master01 ~/volumes]# kubectl delete pvc pvc-01
5. persistentvolumeclaim "pvc-01" deleted
7. # 查看pv，状态为Released
8. [root@master01 ~/volumes]# kubectl get pv
9. NAME    CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS     CLAIM            STORAGECLASS   REASON   AGE
10. pv-01   10Gi       RWX            Retain           Released   default/pvc-01                           50m
12. # 查看数据是否存在
13. [root@master01 ~/volumes]# ll /data/nfs/nginx/pv-01/
14. total 185784
15. -rw-r----- 1  999  999   196608 May 11 14:54 '#ib_16384_0.dblwr'
16. -rw-r----- 1  999  999  8585216 May 11 14:45 '#ib_16384_1.dblwr'
17. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 14:55 '#innodb_temp'/
18. drwxr-xr-x 7  999 root     4096 May 11 14:55  ./
19. drwxr-xr-x 4 root root     4096 May 11 14:44  ../
20. -rw-r----- 1  999  999       56 May 11 14:45  auto.cnf
21. -rw-r----- 1  999  999  3117023 May 11 14:45  binlog.000001
22. -rw-r----- 1  999  999      370 May 11 14:52  binlog.000002
23. -rw-r----- 1  999  999      179 May 11 14:55  binlog.000003
24. -rw-r----- 1  999  999       48 May 11 14:52  binlog.index
25. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 14:45  ca-key.pem
26. -rw-r--r-- 1  999  999     1112 May 11 14:45  ca.pem
27. -rw-r--r-- 1  999  999     1112 May 11 14:45  client-cert.pem
28. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 14:45  client-key.pem
29. -rw-r----- 1  999  999     3482 May 11 14:55  ib_buffer_pool
30. -rw-r----- 1  999  999 50331648 May 11 14:54  ib_logfile0
31. -rw-r----- 1  999  999 50331648 May 11 14:45  ib_logfile1
32. -rw-r----- 1  999  999 12582912 May 11 14:55  ibdata1
33. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 14:45  mysql/
34. -rw-r----- 1  999  999 31457280 May 11 14:52  mysql.ibd
35. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 14:45  performance_schema/
36. -rw------- 1  999  999     1676 May 11 14:45  private_key.pem
37. -rw-r--r-- 1  999  999      452 May 11 14:45  public_key.pem
38. -rw-r--r-- 1  999  999     1112 May 11 14:45  server-cert.pem
39. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 14:45  server-key.pem
40. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 14:45  sys/
41. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 14:49  testdb/
42. -rw-r----- 1  999  999 16777216 May 11 14:54  undo_001
43. -rw-r----- 1  999  999 16777216 May 11 14:54  undo_002

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PVC和PV的绑定机制

PVC 与 PV 的绑定遵循以下规则：

• 访问模式匹配：PVC 的accessModes必须是 PV 支持的子集（如 PV 支持 RWX，PVC 可请求 RWO 或 RWX）。
  
• 容量匹配：PV 的容量必须≥PVC 请求的容量。
  
• 存储类匹配：
  
  
  
  • 若 PVC 指定storageClassName，则仅匹配雷同 StorageClass 的 PV。
    
  • 若 PVC 未指定storageClassName，则仅匹配未关联任何 StorageClass的 PV。
    
  
  
• 标签选择器匹配：若 PVC 使用selector，则 PV 必须包含所有指定标签。
  

绑定状态：

• Bound：已乐成绑定 PV。
  
• Pending：未找到匹配的 PV（需等待或手动创建）。
  
• Lost：绑定的 PV 已消失（如被管理员删除）。
  

SC详解

SC（StorageClass）是存储类的意思，Kubernetes 可以根据 StorageClass 的定义动态地创建持久化存储卷（PersistentVolume, PV）和持久化卷声明（PersistentVolumeClaim, PVC）。StorageClass 提供了一种抽象层，允许用户在不关心底层存储实现细节的环境下请求存储资源。
SC的核心作用

• 动态存储供给
  传统静态供给必要管理员手动创建 PV（PersistentVolume），而 StorageClass 支持动态供给：当用户创建 PVC（PersistentVolumeClaim）时，Kubernetes 会根据 PVC 指定的 StorageClass 自动创建对应的 PV，无需手动预定义。
  
• 存储范例分类
  可定义多种 StorageClass（如 fast、slow、ssd、hdd），每种范例对应不同的存储参数（如存储介质、性能、备份策略等），满足不同业务需求。
  
• 灵活配置 Provisioner
  通过关联存储插件（Provisioner），支持对接多种后端存储（如 AWS EBS、NFS、Ceph、GlusterFS 等），实现对不同存储系统的统一管理。
  

资源清单文件详解

1. apiVersion: storage.k8s.io/v1
2. kind: StorageClass
3. metadata:
4.   name: standard  # StorageClass 名称，PVC 通过此名称引用
5. provisioner: kubernetes.io/aws-ebs  # 存储插件（Provisioner）
6. parameters:    # 存储插件专属参数
7.   type: gp2     # 例如 AWS EBS 的卷类型（gp2、io1 等）
8. reclaimPolicy: Delete  # 回收策略（Delete 或 Retain，默认 Delete）
9. volumeBindingMode: Immediate  # 卷绑定模式（Immediate 或 WaitForFirstConsumer，默认 Immediate）
10. allowVolumeExpansion: true #允许卷扩容
11. mountOptions:    # 挂载选项（可选）
12.   - debug

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核心字段说明

provisioner（必选）

指定负责创建 PV 的存储插件，通常格式为 厂商名称.插件范例，比方：

• kubernetes.io/aws-ebs（AWS EBS 卷）
  
• nfs-client.provisioner（NFS 客户端插件）
  
• local.csi.k8s.io（本地存储 CSI 插件）
  

parameters（可选）

通报给 Provisioner 的参数，不同插件参数不同，比方：

• NFS 插件：server=10.0.0.10, share=/nfs/share
  
• AWS EBS 插件：type=io1, iopsPerGB=10
  

reclaimPolicy（可选，默认 Delete）

当 PVC 被删除时，PV 的处置惩罚策略：

• Delete：自动删除 PV 及后端存储资源（如 EBS 卷）。
  
• Retain：生存 PV 及数据，需手动清理（适用于必要数据持久化的场景）。
  

volumeBindingMode（可选，默认 Immediate）

控制 PV 与节点的绑定机遇：

• Immediate：立刻绑定，适用于不必要节点亲和性的场景。
  
• WaitForFirstConsumer：延迟绑定，直到 Pod 调度时才绑定 PV，支持结合节点亲和性选择存储位置（如本地存储需绑定到特定节点）。
  

配置以NFS为存储的SC插件

K8s原生组件并不支持NFS动态存储，所以必要一些额外的配置
K8s官网：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/storage/storage-classes/#nfs
项目官网：https://github.com/kubernetes-csi/csi-driver-nfs#readme
我这里使用kubectl进行安装：
参考：https://github.com/kubernetes-csi/csi-driver-nfs/blob/master/docs/install-csi-driver-master.md
实操：

1. [root@master01 ~]# wget https://github.com/kubernetes-csi/csi-driver-nfs/archive/refs/tags/v4.11.0.tar.gz
2. [root@master01 ~]# tar -xvf csi-driver-nfs-4.11.0.tar.gz
3. [root@master01 ~]# cd csi-driver-nfs-4.11.0
5. # 修改镜像源，防止镜像拉不下来
6. [root@master01 ~/csi-driver-nfs-4.11.0/deploy]# sed -i s#registry.k8s.io#k8s.m.daocloud.io#g deploy/csi-nfs-controller.yaml
7. [root@master01 ~/csi-driver-nfs-4.11.0/deploy]# sed -i s#registry.k8s.io#k8s.m.daocloud.io#g deploy/csi-snapshot-controller.yaml
8. [root@master01 ~/csi-driver-nfs-4.11.0/deploy]# sed -i s#registry.k8s.io#k8s.m.daocloud.io#g deploy/csi-nfs-node.yaml
10. # 执行安装，注意脚本后面添加参数
11. [root@master01 ~/csi-driver-nfs-4.11.0/deploy]# ./install-driver.sh master local
12. Installing NFS CSI driver, version: master ...
13. serviceaccount/csi-nfs-controller-sa created
14. serviceaccount/csi-nfs-node-sa created
15. clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nfs-external-provisioner-role created
16. clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/nfs-csi-provisioner-binding created
17. clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nfs-external-resizer-role created
18. clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/nfs-csi-resizer-role created
19. csidriver.storage.k8s.io/nfs.csi.k8s.io created
20. deployment.apps/csi-nfs-controller created
21. daemonset.apps/csi-nfs-node created
22. NFS CSI driver installed successfully.
24. # 检查一下pod是否启动Running
25. [root@master01 ~/csi-driver-nfs-4.11.0]# kubectl -n kube-system get pod -o wide -l app=csi-nfs-node
26. NAME                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP          NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
27. csi-nfs-node-4w6fg   3/3     Running   0          89s   10.0.0.32   node02     <none>           <none>
28. csi-nfs-node-jhsf2   3/3     Running   0          89s   10.0.0.31   node01     <none>           <none>
29. csi-nfs-node-sbp76   3/3     Running   0          89s   10.0.0.30   master01   <none>           <none>
31. [root@master01 ~/csi-driver-nfs-4.11.0]# kubectl -n kube-system get pod -o wide -l app=csi-nfs-controller
32. NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS      AGE    IP          NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
33. csi-nfs-controller-6d4bb5ddbc-fgmq6   5/5     Running   1 (41s ago)   105s   10.0.0.30   master01   <none>           <none>

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创建SC实战

1. [root@master01 ~/volumes]# cat sc-01.yaml
2. apiVersion: storage.k8s.io/v1
3. kind: StorageClass
4. metadata:
5.   name: sc-01  # StorageClass名称，PVC通过该名称引用此存储类
6. provisioner: nfs.csi.k8s.io  # 指定使用NFS CSI驱动作为存储供给器
7. parameters:  # 传递给NFS CSI驱动的参数
8.   server: 10.0.0.30  # NFS服务器的IP地址
9.   share: /data/nfs/nginx/sc-01  # NFS服务器上的共享目录路径
10.   # csi.storage.k8s.io/provisioner-secret is only needed for providing mountOptions in DeleteVolume
11.   # csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-name: "mount-options"
12.   # csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-namespace: "default"
13. reclaimPolicy: Retain  # 回收策略：当PVC被删除时，PV保留不删除
14. volumeBindingMode: Immediate  # 卷绑定模式：立即绑定，不需要等待Pod调度
15. allowVolumeExpansion: true  # 允许卷扩容：支持通过修改PVC请求更大容量
17. # 创建sc
18. [root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f sc-01.yaml
19. storageclass.storage.k8s.io/sc-01 created
21. # 查看sc
22. [root@master01 ~/volumes]# kubectl get sc
23. NAME    PROVISIONER      RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
24. sc-01   nfs.csi.k8s.io   Retain          Immediate           true                   5s

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创建PVC关联SC

1. # 定义资源文件
2. [root@master01 ~/volumes]# cat pvc-sc-01.yaml
3. apiVersion: v1
4. kind: PersistentVolumeClaim
5. metadata:
6.   name: pvc-sc-01
7. spec:
8.   accessModes:
9.     - ReadWriteMany
10.   # 指定sc的名称进行关联
11.   storageClassName: sc-01
12.   resources:
13.     requests:
14.       storage: 5Gi
16. # 创建sc
17. [root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f pvc-sc-01.yaml
18. persistentvolumeclaim/pvc-sc-01 unchanged
20. # 查看pvc和sc
21. [root@master01 ~/volumes]# kubectl get pvc,sc
22. NAME                              STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
23. persistentvolumeclaim/pvc-sc-01   Bound    pvc-4ed0c30c-6827-4498-bd53-bff5accbd47d   5Gi        RWX            sc-01          28s
25. NAME                                PROVISIONER      RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
26. storageclass.storage.k8s.io/sc-01   nfs.csi.k8s.io   Retain          Immediate           true                   6m4s

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创建Pod关联PVC使用SC

示例：

1. #定义资源文件
2. [root@master01 ~/volumes]# cat pod-sc.yaml
3. apiVersion: v1
4. kind: Pod
5. metadata:
6.   name: pod-sc
7. spec:
8.   volumes:
9.   - name: data
10.     # 指定存储类型为PVC
11.     persistentVolumeClaim:
12.       # 指定PVC的名称
13.       claimName: pvc-sc-01
14.       # 是否只读，默认值为false，代表可读写
15.       readOnly: false
16.   containers:
17.   - name: mysql
18.     image: mysql:8.0.26
19.     env:
20.     - name: "MYSQL_ROOT_PASSWORD"
21.       value: "root123"
22.     # 挂载存储卷
23.     volumeMounts:
24.     # 指定存储卷的名称
25.     - name: data
26.       mountPath: /var/lib/mysql
28. # 创建pod
29. [root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f pod-sc.yaml
30. pod/pod-sc created

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查看挂载的路径

1. [root@master01 ~]# cd /data/nfs/nginx/sc-01/
3. # pvc-4ed0c30c-6827-4498-bd53-bff5accbd47d/的名称和PVC的VOLUME字段对应
4. [root@master01 /data/nfs/nginx/sc-01]# ll
5. total 12
6. drwxr-xr-x 3 root root 4096 May 11 16:03 ./
7. drwxr-xr-x 5 root root 4096 May 11 15:57 ../
8. drwxr-xr-x 6  999 root 4096 May 11 16:07 pvc-4ed0c30c-6827-4498-bd53-bff5accbd47d/
10. [root@master01 /data/nfs/nginx/sc-01]# ll pvc-4ed0c30c-6827-4498-bd53-bff5accbd47d/
11. total 198068
12. -rw-r----- 1  999  999   196608 May 11 16:07 '#ib_16384_0.dblwr'
13. -rw-r----- 1  999  999  8585216 May 11 16:07 '#ib_16384_1.dblwr'
14. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 16:07 '#innodb_temp'/
15. drwxr-xr-x 6  999 root     4096 May 11 16:07  ./
16. drwxr-xr-x 3 root root     4096 May 11 16:03  ../
17. -rw-r----- 1  999  999       56 May 11 16:07  auto.cnf
18. -rw-r----- 1  999  999  3117023 May 11 16:07  binlog.000001
19. -rw-r----- 1  999  999      156 May 11 16:07  binlog.000002
20. -rw-r----- 1  999  999       32 May 11 16:07  binlog.index
21. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 16:07  ca-key.pem
22. -rw-r--r-- 1  999  999     1112 May 11 16:07  ca.pem
23. -rw-r--r-- 1  999  999     1112 May 11 16:07  client-cert.pem
24. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 16:07  client-key.pem
25. -rw-r----- 1  999  999     5721 May 11 16:07  ib_buffer_pool
26. -rw-r----- 1  999  999 50331648 May 11 16:07  ib_logfile0
27. -rw-r----- 1  999  999 50331648 May 11 16:07  ib_logfile1
28. -rw-r----- 1  999  999 12582912 May 11 16:07  ibdata1
29. -rw-r----- 1  999  999 12582912 May 11 16:08  ibtmp1
30. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 16:07  mysql/
31. -rw-r----- 1  999  999 31457280 May 11 16:07  mysql.ibd
32. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 16:07  performance_schema/
33. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 16:07  private_key.pem
34. -rw-r--r-- 1  999  999      452 May 11 16:07  public_key.pem
35. -rw-r--r-- 1  999  999     1112 May 11 16:07  server-cert.pem
36. -rw------- 1  999  999     1680 May 11 16:07  server-key.pem
37. drwxr-x--- 2  999  999     4096 May 11 16:07  sys/
38. -rw-r----- 1  999  999 16777216 May 11 16:07  undo_001
39. -rw-r----- 1  999  999 16777216 May 11 16:07  undo_002

复制代码

配置默认的SC

默认的 SC（StorageClass） 是指当创建 PVC（PersistentVolumeClaim） 时未显式指定 storageClassName 时，系统自动使用的 StorageClass。以下是关于默认 SC 的配置和相干说明：
在 Kubernetes 集群中，默认 StorageClass（SC）的数目是0 个或 1 个。Kubernetes 不强制要求必须有默认 SC，但假如存在，只能有一个被标记为默认
创建默认的SC

默认 SC 通过 metadata.annotations 中的 storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "true" 标记
示例

1. # 定义资源清单文件
2. [root@master01 ~/volumes]# cat sc-default.yaml
3. apiVersion: storage.k8s.io/v1
4. kind: StorageClass
5. metadata:
6.   # StorageClass名称，PVC通过该名称引用此存储类
7.   name: sc-default
8.   annotations:
9.     # 标记为默认存储类
10.     storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "true"
11. # 指定使用NFS CSI驱动作为存储供给器
12. provisioner: nfs.csi.k8s.io
13. # 传递给NFS CSI驱动的参数
14. parameters:
15.   # NFS服务器的IP地址
16.   server: 10.0.0.30
17.   # NFS服务器上的共享目录路径
18.   share: /data/nfs/nginx/sc-default
19.   # csi.storage.k8s.io/provisioner-secret is only needed for providing mountOptions in DeleteVolume
20.   # csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-name: "mount-options"
21.   # csi.storage.k8s.io/provisioner-secret-namespace: "default"
22. # 回收策略：当PVC被删除时，PV保留不删除
23. reclaimPolicy: Retain
24. # 卷绑定模式：立即绑定，不需要等待Pod调度
25. volumeBindingMode: Immediate
26. # 允许卷扩容：支持通过修改PVC请求更大容量
27. allowVolumeExpansion: true
29. # 创建sc
30. [root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f sc-default.yaml
31. storageclass.storage.k8s.io/sc-default created
33. # 查看sc
34. [root@master01 ~/volumes]# kubectl get sc
35. NAME                   PROVISIONER      RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
36. sc-01                  nfs.csi.k8s.io   Retain          Immediate           true                   20m
37. # 默认存储类
38. sc-default (default)   nfs.csi.k8s.io   Retain          Immediate           true                   3s

复制代码

创建PVC关联默认的SC

1. # 定义资源清单文件
2. [root@master01 ~/volumes]# cat pvc-sc-02.yaml
3. apiVersion: v1
4. kind: PersistentVolumeClaim
5. metadata:
6.   name: pvc-sc-02
7. spec:
8.   accessModes:
9.     - ReadWriteMany
10.   # 这里不指定sc的名称，使用默认的SC
11.   # storageClassName: sc-default
12.   resources:
13.     requests:
14.       storage: 5Gi
16. # 创建pvc
17. [root@master01 ~/volumes]# kubectl apply -f pvc-sc-02.yaml
18. persistentvolumeclaim/pvc-sc-02 created
20. # 查看pvc和sc，发现都绑定成功了
21. [root@master01 ~/volumes]# kubectl get pvc,sc
22. NAME                              STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
23. persistentvolumeclaim/pvc-sc-01   Bound    pvc-4ed0c30c-6827-4498-bd53-bff5accbd47d   5Gi        RWX            sc-01          19m
24. persistentvolumeclaim/pvc-sc-02   Bound    pvc-ae0b0c76-7c00-4986-b589-aa62ff9472fa   5Gi        RWX            sc-default     2m20s
26. NAME                                               PROVISIONER      RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
27. storageclass.storage.k8s.io/sc-01                  nfs.csi.k8s.io   Retain          Immediate           true                   25m
28. storageclass.storage.k8s.io/sc-default (default)   nfs.csi.k8s.io   Retain          Immediate           true                   3m36s

复制代码

创建Pod关联PVC使用SC（省略，自行测试）


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