PV 与 PVC 状态迁移

目次

• 一、概述
  
  
  
  • 1、PV
    
  • 2、PVC
    
  
  
• 二、状态变化
  
• 三、实例
  
  
  
  • 1、单独创建 PV
    
    
    
    • 1.1、创建并应用 PV
      
    • 1.2、查看刚创建的 PV 状态
      
    
    
  • 2、单独创建 PVC
    
    
    
    • 2.1、创建并应用 PV
      
    • 2.2、查看刚创建的 PVC 状态
      
    
    
  • 3、等候绑定
    
  • 4、删除 PV
    
    
    
    • 4.1、查看 PV，PVC 状态
      
    • 4.2、真正删除 PV
      
    • 4.3、查看PV PVC 状态
      
    
    
  • 5、重新创建 PV
    
    
    
    • 5.1、重新创建之前与 PVC 绑定的 PV
      
    
    
  • 6、删除 PVC
    
    
    
    • 6.1、persistentVolumeReclaimPolicy: Retain 时删除 PVC 查看 PV 状态
      
    • 6.2、persistentVolumeReclaimPolicy: Delete 时删除 PVC 查看 PV 状态
      
    • 6.3、persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 时删除 PVC 查看 PV 状态
      
    
    
  • 7、手动删除 PVC 引用
    
    
    
    • 7.1、查看 PV 的 claimRef 属性
      
    • 7.2、删除 claimRef 对 PVC 的引用
      
    • 7.3、重建之前的 PVC 进行绑定
      
    
    
  
  
• 四、状态迁移图
  
  
  
  • 1、PV 状态迁移图
    
  • 2、PVC 状态迁移图
    
  
  

一、概述

1、PV

定义：集群级别的资源。是集群中的一块存储，可以由管理员事先制备， 或者利用存储类（Storage Class）来动态制备。 长期卷是集群资源，就像节点也是集群资源一样。与节点相绑定。PV 长期卷和普通的 Volume 一样， 也是利用卷插件来实现的，只是它们拥有独立于任何利用 PV 的 Pod 的生命周期。 此 API 对象中记述了存储的实现细节，无论其背后是 NFS、iSCSI 还是特定于云平台的存储体系。
用途：PV 为应用提供长期化的存储空间，纵然 Pod 被销毁或重新创建，数据仍然保存。
2、PVC

定义：命名空间（namespace）级别的资源。PVC 是用户对存储的请求。概念上与 Pod 类似。 Pod 会耗用节点资源，而 PVC 申领会耗用 PV 资源。 PVC 申领会请求特定的大小和访问模式
用途：PVC 答应用户请求特定大小和特性的存储空间，Kubernetes 自动将符合的 PV 与 PVC 匹配起来。
二、状态变化

操作PV 状态PVC 状态创建 PV （单独）Available---创建 PVC （单独）---Pending等候绑定BoundBound删除 PV（delete命令 --> 真正删除）Bound --> Terminating --> ---Bound --> Lost重新创建 PVAvailable --> BoundLost --> Bound删除 PVCReleased（Retain）/ Failed（Delete/Recycle）清算失败---删除 PV 的 claimRefReleased（Retain）--> Available---重建 PVCAvailable --> BoundBound三、实例

1、单独创建 PV

1.1、创建并应用 PV

1. kubectl apply -f task-pv.yaml

复制代码

1. cat << EOF > task-pv.yaml
2. apiVersion: v1
3. kind: PersistentVolume
4. metadata:
5.   name: task-pv
6. spec:
7.   capacity:
8.     storage: 1Gi
9.   accessModes:
10.     - ReadWriteOnce
11.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
12.   storageClassName: manual
13.   local:
14.     path: /mnt/data/my-pv
15.   nodeAffinity:
16.     required:
17.       nodeSelectorTerms:
18.       - matchExpressions:
19.         - key: kubernetes.io/hostname
20.           operator: In
21.           values:
22.           - k8s-node1
23. EOF

复制代码

1.2、查看刚创建的 PV 状态

Available（可用）： 表示可用状态，PV 刚被创建出来还未被任何 PVC 绑定

1. kubectl get pv task-pv

复制代码

2、单独创建 PVC

2.1、创建并应用 PV

1. kubectl apply -f task-pvc.yaml

复制代码

1. cat << EOF > task-pvc.yaml
2. apiVersion: v1
3. kind: PersistentVolumeClaim
4. metadata:
5.   name: task-pvc
6. spec:
7.   accessModes:
8.     - ReadWriteOnce
9.   resources:
10.     requests:
11.       storage: 1Gi
12.   storageClassName: manual
13. EOF

复制代码

2.2、查看刚创建的 PVC 状态

Pending (待定)：当 PVC 被创建时，它会处于 Pending 状态，等候与符合的 PV 匹配。

1. kubectl get pvc task-pvc

复制代码

3、等候绑定

PVC --- Bound (已绑定)：当 PVC 乐成与 PV 匹配并绑定时，PVC 的状态变为 Bound。这意味着 PVC 已经准备好被 Pod 利用。
PV --- Bound（已绑定）： 表示 PV 已经被 PVC 绑定

1. kubectl get pv task-pv
2. kubectl get pvc task-pvc

复制代码

4、删除 PV

当我们尝试删除正在绑定的 PV 时会发现 delete 操作会一直卡住
因为 Kubernetes 试图保持 PV 和 PVC 之间的绑定关系，直到 PVC 被删除或者 PV 的状态被显式地更改

1. kubectl delete pv task-pv

复制代码

4.1、查看 PV，PVC 状态

PV 没有被真正删除时，PV 处于 Terminating 状态，对 PVC 无影响 还是 Bound 状态

1. kubectl get pvc task-pvc
2. kubectl get pv task-pv

复制代码

4.2、真正删除 PV

想要真正删除 PV 需要修改 PV 中的 Finalizer 属性逼迫删除

1. kubectl edit pv task-pv

复制代码

注释掉 finalizers: 及其值

4.3、查看PV PVC 状态

当编辑 PV 并删除 PV 中的 Finalizer 属性逼迫删除 PV 时 PVC 会变为 Lost 状态

1. kubectl get pvc task-pvc
2. kubectl get pv task-pv

复制代码

5、重新创建 PV

5.1、重新创建之前与 PVC 绑定的 PV

PV 由 刚创建的 Available --> Bound 绑定状态
PVC 由之前的 Lost 状态 --> Bound 绑定状态
过一会，会发现 PVC 和 PV 都变为 Bound 状态

1. kubectl apply -f task-pv.yamlkubectl get pv task-pv
2. kubectl get pvc task-pvc

复制代码

6、删除 PVC

这个时候的 PV 状态由自己定义的 persistentVolumeReclaimPolicy字段来决定
6.1、persistentVolumeReclaimPolicy: Retain 时删除 PVC 查看 PV 状态

persistentVolumeReclaimPolicy: Retain 时删除 PVC 与其绑定的 PV 处于Released 状态

1. kubectl delete pvc task-pvc
3. kubectl get pv task-pv

复制代码

6.2、persistentVolumeReclaimPolicy: Delete 时删除 PVC 查看 PV 状态

persistentVolumeReclaimPolicy: Delete 时删除 PVC 与其绑定的 PV 处于 Failed 状态（清算失败）

1. kubectl get pv

复制代码

6.3、persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 时删除 PVC 查看 PV 状态

persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle 时删除 PVC 与其绑定的 PV 处于 Failed 状态（清算失败）

1. kubectl get pv

复制代码

7、手动删除 PVC 引用

7.1、查看 PV 的 claimRef 属性

通过查看 PV 的 claimRef 属性，会发现其中还保存着 PVC 的绑定信息

1. kubectl get pv task-pv -o yaml

复制代码

1. apiVersion: v1
2. kind: PersistentVolume
3. metadata:
4.   annotations:
5.     kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
6.       {"apiVersion":"v1","kind":"PersistentVolume","metadata":{"annotations":{},"name":"task-pv"},"spec":{"accessModes":["ReadWriteOnce"],"capacity":{"storage":"1Gi"},"local":{"path":"/mnt/data/my-pv"},"nodeAffinity":{"required":{"nodeSelectorTerms":[{"matchExpressions":[{"key":"kubernetes.io/hostname","operator":"In","values":["k8s-node1"]}]}]}},"persistentVolumeReclaimPolicy":"Retain","storageClassName":"manual"}}
7.     pv.kubernetes.io/bound-by-controller: "yes"
8.   creationTimestamp: "2024-08-13T08:38:42Z"
9.   finalizers:
10.   - kubernetes.io/pv-protection
11.   name: task-pv
12.   resourceVersion: "98232"
13.   uid: 74442248-2aea-436d-9e66-45af7b36405a
14. spec:
15.   accessModes:
16.   - ReadWriteOnce
17.   capacity:
18.     storage: 1Gi
19.   claimRef:
20.     apiVersion: v1
21.     kind: PersistentVolumeClaim
22.     name: task-pvc
23.     namespace: default
24.     resourceVersion: "98206"
25.     uid: e0cb8efc-68a5-4044-8b63-9c633eeb4e6f
26.   local:
27.     path: /mnt/data/my-pv
28.   nodeAffinity:
29.     required:
30.       nodeSelectorTerms:
31.       - matchExpressions:
32.         - key: kubernetes.io/hostname
33.           operator: In
34.           values:
35.           - k8s-node1
36.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
37.   storageClassName: manual
38.   volumeMode: Filesystem
39. status:
40.   phase: Released

复制代码

7.2、删除 claimRef 对 PVC 的引用

由于PVC只能和Available的状态的PV进行绑定。删除 claimRef 对 PVC 的引用，这个时候 Kubernetes 的 PV Controller watch 到 PV 变化后，就会将 PV 修改为 Available 状态，Available 状态的 PV 就可以被其他 PVC 绑定了。

删除 claimRef 部分
PV 会从 Released 状态变为 Available 状态

1. kind: PersistentVolume
2. metadata:
3.   annotations:
4.     kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
5.       {"apiVersion":"v1","kind":"PersistentVolume","metadata":{"annotations":{},"name":"task-pv"},"spec":{"accessModes":["ReadWriteOnce"],"capacity":{"storage":"1Gi"},"local":{"path":"/mnt/data/my-pv"},"node
6. Affinity":{"required":{"nodeSelectorTerms":[{"matchExpressions":[{"key":"kubernetes.io/hostname","operator":"In","values":["k8s-node1"]}]}]}},"persistentVolumeReclaimPolicy":"Retain","storageClassName":"manu
7. al"}}
8.     pv.kubernetes.io/bound-by-controller: "yes"
9.   creationTimestamp: "2024-08-13T08:52:58Z"
10.   finalizers:
11.   - kubernetes.io/pv-protection
12.   name: task-pv
13.   resourceVersion: "99447"
14.   uid: f89d6765-88fb-4b33-8dc1-157f25c7d798
15. spec:
16.   accessModes:
17.   - ReadWriteOnce
18.   capacity:
19.     storage: 1Gi
20.   local:
21.     path: /mnt/data/my-pv
22.   nodeAffinity:
23.     required:
24.       nodeSelectorTerms:
25.       - matchExpressions:
26.         - key: kubernetes.io/hostname
27.           operator: In
28.           values:
29.           - k8s-node1
30.   persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
31.   storageClassName: manual
32.   volumeMode: Filesystem
33. status:
34.   phase: Released

复制代码

7.3、重建之前的 PVC 进行绑定

会发现集群中的 PV 与 PVC 立刻进行了绑定都变为 Bound 状态

1. kubectl apply -f task-pvc.yaml
3. kubectl get pvc,pv

复制代码

四、状态迁移图

1、PV 状态迁移图

1、创建好一个 PV 后 PV 就处于一个 Available 状态，当一个 PV 与 一个 PVC 绑定的时候，这个 PV 就会进入 Bound 状态
2、一个处于 Bound 状态且回收计谋时 Retain 的 PV ，其关联的 PVC 删除后，变为 Released ；回收计谋为 Recycle/Delete 时清算失败会变为 Failed 状态
3、当删除 PV 的 claimRef （对 PVC 的引用）时，PV 由 Released 变为 Available
4、当 Recycle 失败时状态变为 Failed
5、通过手动删除 PVC 信息，状态由 Failed 变为 Available
2、PVC 状态迁移图

1、当 PVC 被创建时会短暂处于 Pending 状态等候集群中由匹配的 PV 与其绑定。当一个 Pending 的 PVC 乐成与 PV 绑定时 PVC 的状态变为 Bound
2、当删除 PV 时分两种环境：第一种没有删除 PV 中的 Finalizer 属性时 PV 不会被删除 PVC 仍处于 Bound 状态；第二种删除了 PV 中的 Finalizer 属性时 PV 被逼迫删除导致 PVC 由 Bound 状态变为 Lost 状态
3、处于 Lost 状态的 PVC 再次与一个 PV 绑定后变为 Bound 状态

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