Kubernetes 持久化存储方式：

1. ‌emptyDir：临时存储‌

‌原理‌：Pod 调度到节点时创建空目录，生命周期与 Pod 绑定（Pod 删除则数据清除）‌。

‌特点‌：

  • 适用于临时数据缓存或容器间共享。
  • 默认使用节点磁盘，可配置为内存（emptyDir: { medium: "Memory" }）‌。

‌示例‌：

volumes:
  - name: cache-volume
    emptyDir: {}

2. ‌hostPath：本地存储‌

‌原理‌：将宿主机目录直接挂载到 Pod 中‌10。

‌特点‌：

类型

用途

风险

Directory

访问宿主机日志（如 /var/log）

暴露主机文件系统

Socket

容器与宿主机进程通信

需严格权限控制

‌限制‌：仅适用于单节点场景，Pod 迁移会导致数据不可用。

3. NFS：网络共享存储‌

‌原理‌：基于 RPC 协议实现客户端-服务器文件共享，支持多 Pod 并发读写。

‌配置示例‌：

volumes:
  - name: nfs-vol
    nfs:
      server: 192.168.1.100
      path: /shared_data

性能优化‌：

  • 使用高性能 SSD 作为 NFS 服务器存储。
  • 调整 rsize/wsize 参数优化传输块大小。

4. PV/PVC：解耦式存储‌

‌静态供给流程‌：

Admin[管理员创建 PV] --> User[用户创建 PVC]

User --> K8s[K8s 绑定 PV 和 PVC]

K8s --> Pod[Pod 使用 PVC]

‌动态供给‌：通过 StorageClass 定义模板（如云存储参数），自动按需创建 PV‌。

5. ‌云存储（如 AWS EBS/Azure Disk）‌

‌特点‌：

  • 与云平台深度集成，支持动态扩容、快照备份。
  • 通过 CSI（Container Storage Interface）插件对接。

‌示例（AWS EBS）‌：

storageClassName: gp3
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
  requests:
    storage: 100Gi

选型建议：

存储类型

适用场景

持久性

共享性

emptyDir

临时计算中间结果

❌

单 Pod 多容器

hostPath

开发调试、节点监控

⚠️（依赖节点）

❌

PV/PVC

生产环境数据库

✅

按访问模式

NFS

多 Pod 共享配置

✅

✅

云存储

云原生应用

✅

按云服务能力

生产环境优先使用 PV/PVC 或云存储，避免直接使用 hostPath‌。

1、volumes

Volumes：提供Pod存储卷，用于数据持久化或数据共享。

Volume 是 Kubernetes 中为 Pod 提供持久化存储或共享数据的核心机制，解决了容器文件系统的临时性问题。其核心特点包括：

  • ‌Pod 级抽象‌：Volume 定义在 Pod 上，可被同一 Pod 内的多个容器挂载到不同路径，实现数据共享‌。
  • ‌生命周期解耦‌：部分 Volume 类型（如 PV/PVC）的生命周期独立于 Pod，确保数据持久化。
  • ‌多样化类型‌：支持本地存储、网络存储、云存储等多种后端，通过插件机制（VolumePlugin）实现扩展。

1、基于hostPath方式实现的volumes

编写一个volume-test-pd.yaml文件用于创建Pod对象，验证volumes和volumeMounts挂载功能。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-volume-pd
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: nginx-volume
    volumeMounts:
    - mountPath: /test-pd  # 容器内挂载路径，将主机目录与容器中该目录进行挂载
      name: test-volume  # 指定要挂载哪个数据卷
  volumes:  # 定义数据卷配置
  - name: test-volume  # 给数据卷起个名称
    hostPath:  # 主机路径模式，与主机共享目录
      path: /data  # 主机目录，也就是节点目录
      type: DirectoryOrCreate  # 挂载前检查类型，不存在则创建

2、基于emptyDir实现的Volumes

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: empty-dir-pd
spec:
  containers:
  - image: alpine
    name: nginx-emptydir1
    command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 3600;"] # 容器启动后睡眠3600秒，防止容器退出
    volumeMounts:
    - mountPath: /cache
      name: cache-volume
  - image: alpine
    name: nginx-emptydir2
    command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 3600;"]
    volumeMounts:
    - mountPath: /opt
      name: cache-volume
  volumes:
  - name: cache-volume
    emptyDir: {}

由于这个Pod中有两个容器，所以需要-c参数指定进入到哪个容器中。

基于emptyDir实现的Volumes适用于临时数据缓存或容器间共享，如果Pod被删除了，数据就消失了，不能做持久化存储。

2、NFS挂载

NFS卷具有以下特点：

  1. ‌持久性‌：NFS卷能将网络文件系统（NFS）挂载到Pod中，其内容在删除Pod时不会被删除，只是被卸载。它与emptyDir卷不同，后者在Pod删除时会一并被删除。
  2. ‌数据共享‌：NFS卷可以预先填充数据，并且这些数据可以在不同的Pod之间共享，提高了数据的利用率和灵活性。

使用优势‌：由于数据的持久性和共享性，NFS卷非常适合需要持久存储或数据共享的应用场景，如数据库、文件服务器等。

‌安装NFS工具‌nfs-utils：（在主节点和每个node节点都安装nfs-utils）

  1. 在终端输入yum -y install nfs-utils命令，安装NFS所需工具。
  2. ‌输入systemctl start nfs-server，启动NFS服务。
  3. ‌使用命令cat /proc/fs/nfsd/version，查看当前NFS的版本信息。
  4. 创建基础目录：mkdir -p /home/nfs，进入到cd /home/nfs目录后，再创建两个子目录rw和ro。
  5. 设置共享目录‌：编辑/etc/exports文件，添加以下内容：

/home/nfs/rw 192.168.113.0/24(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)

/ home/nfs/ro 192.168.113.0/24(ro,sync,no_subtree_check,no_root_squash)

注意：/etc/exports文件中配置的目录在下面PV yaml文件中的nfs.path属性需要使用。

  1. ‌依次输入命令exportfs -f和systemctl reload nfs-server，重新加载NFS服务配置。
  2. ‌在其他节点（如k8s-node2）测试挂载‌：
  • 在测试节点创建挂载点：mkdir -p /mnt/nfs/rw，mkdir -p /mnt/nfs/ro
  • 使用命令mount -t nfs 192.168.113.121:/home/nfs/rw /mnt/nfs/rw，挂载NFS共享目录。

k8s-master的IP是192.168.113.120，k8s-node1的IP是192.168.113.121，k8s-node2的IP是192.168.113.122。

/etc/exports文件配置规范

NFS服务器的/etc/exports文件需要包含PV配置的路径（nfs.path），典型配置格式如下：

/home/nfs/rw *(rw,sync,no_subtree_check,no_root_squash)

配置说明：

  • 目录/home/nfs/rw：该目录需要是PV yaml中nfs.path配置目录的父目录，或两者一致。
  • *：表示允许所有客户端访问(生产环境应限制为特定IP或网段，如192.168.113.0/24)。
  • rw：读写权限(与PV的accessModes对应)。
  • sync：同步写入磁盘。
  • no_subtree_check：禁用子树检查提高性能。
  • no_root_squash：允许root用户保持权限。

配置生效步骤：编辑/etc/exports文件，执行exportfs -a使配置生效，重启NFS服务：systemctl restart nfs-server‌。

生产环境最佳实践：

‌1. 路径规划建议‌：

  • 使用专用目录如/data/nfs作为NFS根目录。
  • 为不同应用创建子目录，如/data/nfs/mysql、/data/nfs/nginx等。
  • 避免使用用户主目录如/home作为NFS共享根目录。

‌2. 权限管理‌：

  • 为NFS目录设置专用用户和组：chown nobody:nogroup /data/nfs。
  • 根据安全需求选择root_squash或no_root_squash选项。

‌3. 网络隔离‌：

  • 在/etc/exports中限制客户端IP范围，如192.168.113.0/24
  • 配置防火墙规则只允许Kubernetes节点访问NFS端口。

‌4. 监控与维护‌：

  • 定期检查NFS共享状态：showmount -e
  • 监控PV/PVC绑定状态和使用情况。

5. 常见错误排查

如果PV无法正常绑定或Pod挂载失败，请检查：

  1. NFS服务器上路径是否存在且权限正确。
  2. /etc/exports配置是否正确且已重新加载。
  3. NFS服务是否正常运行：systemctl status nfs-server。
  4. 防火墙是否放行了NFS相关端口(通常为2049)。

编写一个yaml文件创建Pod，用于验证nfs方式挂载Volumes、volumeMounts。

在k8s-node1节点上先创建一个文件：

在Master节点上编写一个yaml文件创建Pod：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nfs-test-pd1
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: test-container
    volumeMounts:
    - mountPath: /usr/share/nginx/html
      name: test-volume
  volumes:
  - name: test-volume
    nfs:
      server: 192.168.113.121
      path: /home/nfs/rw/www/wolfcode
      readOnly: false

3、PV与PVC

‌

PV（Persistent Volume）：持久化存储卷，由管理员创建和配置，用于存储持久化数据。

PVC（Persistent Volume Claim）：持久化存储卷申领，由用户创建，用于声明需要的存储资源和访问模式。

‌区别与联系‌：

  • ‌区别‌：PV是存储资源，PVC是对存储资源的请求。
  • ‌联系‌：PVC请求PV，PV提供满足条件的存储资源，通过绑定关系在Pod中使用。

‌PV与PVC绑定‌：Kubernetes根据PVC的请求(大小、访问模式等)自动匹配可用PV，绑定后PV状态变为Bound。

1、PV的生命周期

PV作为集群级别的存储资源，其生命周期独立于任何使用它的Pod，主要经历以下几个阶段：

1. Available(可用)阶段

‌特征‌：存储资源已就绪且未被任何PVC绑定。

‌关键操作‌：

  • 管理员手动创建PV或StorageClass动态创建PV。
  • PV对象被注册到Kubernetes API服务器。
  • 存储系统完成底层资源配置(如云磁盘创建、NFS共享配置等)。

‌检查命令‌：

kubectl get pv -l 'status.phase=Available'

kubectl get pv -o jsonpath='{.items[?(@.status.phase=="Available")].metadata.name}'

生产注意点‌：

  • 确保PV容量配置合理，避免后续PVC绑定失败。
  • 验证存储类配置是否正确：kubectl describe storageclass <name>。

2. Bound(已绑定)阶段

‌触发条件‌：PVC成功匹配并绑定PV。

‌关键机制‌：

  • PVC与PV 1:1绑定(ReadWriteOnce模式)。
  • 多PVC可共享PV(ReadWriteMany模式)。
  • 绑定后PV状态从Available变为Bound。

‌绑定检查‌命令：

kubectl get pvc -o jsonpath='{.spec.volumeName}' mysql-pvc

监控指标‌：

PV容量使用率：kubelet_volume_stats_used_bytes{persistentvolumeclaim="<pvc-name>"} / kubelet_volume_stats_capacity_bytes{persistentvolumeclaim="<pvc-name>"} * 100

‌生产注意点‌：

  • 避免容量超售：PV容量应 ≥ PVC请求容量。
  • 检查访问模式兼容性‌。

3. Released(已释放)阶段

‌触发条件‌：关联PVC被删除，PV的回收策略为Retain(保留)。

‌数据保护策略‌：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: critical-data-pv
spec:
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain  # 关键配置
  # ...其他参数...

后续处理‌：

  • 管理员需手动清理或重用PV。
  • 可重新绑定到新PVC(需先手动清理数据)。

4. Terminating(终止中)阶段

‌动态PV特性‌：PVC删除触发PV自动回收，依赖StorageClass的reclaimPolicy。

‌配置示例‌：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: ebs-auto-delete
provisioner: ebs.csi
reclaimPolicy: Delete  # 动态PV通常配置Delete策略

错误状态‌：回收失败时PV进入Failed状态，需要管理员干预排查问题‌。

2、PVC的生命周期

PVC作为用户对存储资源的请求，其生命周期与PV紧密关联：

1. 创建阶段

  • ‌用户操作‌：
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-example
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 3Gi
  storageClassName: slow
  selector:
    matchLabels:
      release: "stable"
  • ‌系统处理‌：API服务器接收PVC创建请求，PV控制器开始查找匹配的PV‌。

2. 绑定阶段

‌静态供给‌：系统查找符合PVC条件的可用PV，匹配因素：存储类 > 容量 > 访问模式 > 标签选择器。

‌动态供给‌：当没有静态PV匹配时，若PVC指定了StorageClass，则会触发动态供给，根据StorageClass动态创建PV，动态创建的PV专用于该PVC‌。

3. 使用阶段

‌Pod挂载‌：

volumes:
- name: pvc-storage
  persistentVolumeClaim:
    claimName: pvc-example

状态监控‌：PVC状态从Pending变为Bound，关联PV状态同步更新‌。

4. 释放阶段

‌触发条件‌：使用PVC的Pod被删除，或者用户手动删除PVC。

‌后续处理‌：根据PV的回收策略(Retain/Recycle/Delete)处理，PVC状态变为Released‌。

PV控制器的工作机制

PV控制器是Kubernetes控制平面的核心组件，负责管理PV与PVC的生命周期。

控制循环流程：

  1. ‌监控变化‌：通过List-Watch机制监控PV和PVC对象。
  2. ‌状态比对‌：比较实际状态与期望状态。
  3. ‌执行操作‌：
    1. 静态供给：匹配可用PV与Pending状态的PVC。
    2. 动态供给：通过StorageClass创建新PV。
  4. ‌状态更新‌：更新PV和PVC的status字段‌。

静态供给与动态供给特性对比：

特性

静态供给

动态供给

‌PV创建方式‌

管理员手动创建

StorageClass自动创建

‌适用场景‌

存储资源稳定/可预测

弹性需求/云环境

‌管理复杂度‌

高(需预先规划)

低(按需创建)

‌回收策略‌

通常为Retain

通常为Delete

‌容量规划‌

需精确预估

弹性扩展‌

生命周期中常见错误场景及解决方案：

错误场景

可能原因

解决方案

‌PV创建失败‌

存储后端不可用/配置错误

检查存储系统日志和连接

‌PVC长期Pending‌

无匹配PV/StorageClass配置错误

检查PVC请求条件和StorageClass

‌绑定后无法使用‌

节点插件未安装/挂载权限问题

检查节点kubelet日志和存储插件

‌回收失败‌

存储系统故障/配额不足

检查存储系统状态和资源配额‌

3、PV的存储类型

Kubernetes中的Persistent Volume(PV)支持多种存储类型，主要包括以下几类：

1. 网络存储类型‌：

  • NFS (Network File System)：通过网络协议挂载外部存储系统
  • iSCSI：基于IP的存储网络标准
  • CephFS：开源分布式文件系统
  • GlusterFS：可扩展的网络文件系统

‌2. 云提供商存储‌：

  • AWS EBS (Elastic Block Store)
  • Azure Disk
  • GCE Persistent Disk
  • OpenStack Cinder

‌3. 本地存储‌：

  • hostPath：使用节点本地目录
  • local：专为本地存储设计的卷类型

‌4. 其他类型‌：

  • FC (Fibre Channel)：光纤存储设备
  • FlexVolume：插件式存储机制
  • Flocker：开源共享存储系统
  • CSI (Container Storage Interface)：标准化存储插件架构‌

存储类型

典型代表

访问模式支持

适用场景

优缺点

‌网络文件存储‌

NFS, CephFS

RWX(多读多写)

内容共享、Web应用

易共享但性能较低

‌块存储‌

iSCSI, RBD

RWO(单读写)

数据库、高性能应用

高性能但难共享

‌云存储‌

AWS EBS, Azure Disk

RWO/ROX

云原生应用

集成好但依赖云平台

‌本地存储‌

hostPath, local

RWO

测试、单节点应用

高性能但无高可用

Kubernetes支持多种PV存储类型，选择时需综合考虑数据特性、性能需求和应用场景：

‌1. 是否需要多节点共享数据？‌

是 → 选择支持RWX的存储(NFS, CephFS)

否 → 考虑块存储或本地存储

‌2. 是否在云环境中运行？‌

是 → 优先使用云提供商存储(AWS EBS等)

否 → 评估自建存储方案(NFS, Ceph等)

‌3. 性能要求如何？‌

高IOPS需求 → 块存储(iSCSI, RBD)或本地SSD

高吞吐量 → 分布式文件系统(CephFS)

‌4. 数据持久性要求？‌

关键数据 → 选择支持快照/备份的存储

临时数据 → 简单存储方案(hostPath)‌1316

具体场景推荐

‌1. 数据库应用‌：

  • 首选：块存储(RBD, iSCSI)或云块存储(AWS EBS)
  • 原因：低延迟、高IOPS
  • 配置：RWO访问模式 + Retain回收策略

‌2. Web应用共享存储‌：

  • 首选：NFS或CephFS
  • 原因：支持多Pod同时读写
  • 配置：RWX访问模式 + Retain/Delete策略

‌3. 日志处理‌：

  • 首选：云存储(AWS EBS)或分布式存储
  • 原因：弹性扩展需求
  • 配置：RWO访问模式 + Delete策略

‌4. 开发测试环境‌：

  • 首选：hostPath或动态供应的本地存储
  • 原因：低成本、易管理
  • 配置：RWO访问模式 + Recycle策略。

4、PV和PVC的访问模式

Persistent Volume Claim(PVC)支持三种主要访问模式：

访问模式

缩写

描述

适用场景

ReadWriteOnce

RWO

单节点读写

只能被单个节点以读写方式挂载

ReadOnlyMany

ROX

多节点只读

可被多个节点以只读方式挂载

ReadWriteMany

RWX

多节点读写

可被多个节点以读写方式挂载

需要注意的是，不是所有存储类型都支持所有访问模式，例如：NFS通常支持RWX，AWS EBS通常只支持RWO，Azure File支持RWX‌。

5、PVC与PV的绑定机制

PV（Persistent Volume）与PVC（Persistent Volume Claim）的绑定是Kubernetes存储系统的核心功能之一，其绑定过程遵循以下机制：

‌1. 自动匹配原则‌：

Kubernetes会根据PVC中声明的存储需求（容量、访问模式、存储类等）自动匹配可用的PV。匹配优先级：存储类 > 容量 > 访问模式 > 其他标签选择器。一旦匹配成功，PV状态从Available变为Bound，PVC状态从Pending变为Bound‌。

‌2. 绑定条件‌：

  • PVC请求的存储大小必须小于等于PV的容量。
  • PVC的访问模式必须与PV支持的访问模式兼容。
  • 如果PVC指定了StorageClass，PV必须属于同一StorageClass（或未指定StorageClass时使用默认类）。
  • 可选的标签选择器（selector.matchLabels）可以进一步限制PV选择。

‌3. 绑定过程‌：

A[创建PVC] --> B{Kubernetes查找匹配PV}

B -->|找到匹配PV| C[绑定PV与PVC]

B -->|未找到PV| D[等待动态供应创建PV]

C --> E[Pod使用PVC]

D -->|StorageClass配置| F[动态创建PV]

F --> C

‌4. 绑定状态转换‌：

PV状态：Available → Bound → Released（根据回收策略）

PVC状态：Pending → Bound → Released（删除时）

‌5. 动态绑定‌：

  • 通过StorageClass实现动态PV供应。
  • 当没有静态PV匹配PVC时，系统会根据StorageClass自动创建PV。
  • 动态绑定的PV通常使用Delete回收策略。

6、PV的回收策略

PV的回收策略决定了当PVC被删除后，PV及其存储资源如何处理。Kubernetes提供三种主要回收策略：

回收策略

行为描述

适用场景

注意事项

‌Retain‌

保留PV和数据，需手动处理

关键数据存储(如数据库)

管理员需手动清理或重用PV

‌Recycle‌

清除PV数据(类似rm -rf)，使PV可重新使用

测试环境或可丢弃数据

仅支持部分存储类型(NFS、hostPath)

‌Delete‌

自动删除PV及后端存储资源

云平台动态存储(如AWS EBS)

数据将永久丢失，慎用

各策略详细说明：

‌1. Retain策略‌：

PVC删除后，PV状态变为Released而非Available，数据完整保留在存储系统中，管理员需要手动执行以下操作之一：

  • 删除PV并清理底层存储。
  • 保留PV并手动清除数据后重新绑定。
  • 直接创建新PVC绑定到该PV‌。

‌2. Recycle策略‌：

自动执行数据清除操作（非安全删除），PV状态从Released变回Available，适用于：

  • 开发测试环境。
  • 可重新生成的非关键数据。
  • 需要频繁创建/删除PVC的场景。

‌3. Delete策略‌：

自动删除PV对象及后端存储资源，适用于云平台提供的动态存储卷。典型使用场景：

  • 临时性数据存储。
  • 日志系统。
  • 可轻松重建的数据。

生产环境建议：

  • ‌关键数据‌：始终使用Retain策略，配合备份方案。
  • ‌云环境‌：动态供应的PV通常配置Delete策略，但需确认数据可重建。
  • ‌性能敏感型应用‌：考虑Retain策略避免重复创建存储资源。
  • ‌测试集群‌：可使用Recycle策略简化管理‌。

7、创建并使用PV和PVC

编写一个yaml文件，手动创建PV对象。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume  # 资源类型，此处创建PV类型的对象
metadata:
  name: pv0001  # PV对象的名称
spec:
  capacity:  # 容量配置
    storage: 5Gi  # PV的存储容量
  volumeMode: Filesystem  # 存储类型，指定存储类型为文件系统
  accessModes:  # 访问模式，ReadWriteOnce、ReadWriteMany、ReadOnlyMany
    - ReadWriteOnce  # 单节点读写，只能被一个PVC绑定
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain  # 回收策略
  storageClassName: slow  # 创建PV对象的存储类名，需要与PVC的相同
  mountOptions:  # 挂载配置
    - hard
    - nfsvers=4.1
  nfs:
    path: /home/nfs/rw/test-pv #NFS存储路径，必须在/etc/exports文件中配置该目录或其父目录
    server: 192.168.113.121  # NFS服务器地址

在Kubernetes中配置NFS PersistentVolume（PV）时，nfs.path参数必须满足以下关键要求：

‌1. 路径必须真实存在‌：NFS服务器上必须实际存在该路径，不能随意指定不存在的路径。当Pod尝试挂载PV时，如果路径不存在会导致挂载失败。

2. 路径权限配置‌：该路径在NFS服务器上需要设置正确的权限，通常建议：

创建目录：mkdir -p /home/nfs/rw/test-pv

设置权限：chmod 777 /home/nfs/rw/test-pv (生产环境应根据实际需求设置更严格的权限)。

‌3. 在/etc/exports文件配置‌：该路径或其父目录‌必须‌在NFS服务器的/etc/exports文件中进行正确配置并导出，这是NFS服务能够共享该目录的前提条件。

4. 修改/etc/exports文件之后，依次执行exportfs -f和systemctl reload nfs-server命令重新加载NFS服务配置，使修改生效。

如果PV无法正常绑定或Pod挂载失败，请检查：

  • NFS服务器上路径是否存在且权限正确。
  • /etc/exports配置是否正确且已重新加载。
  • NFS服务是否正常运行：systemctl status nfs-server。
  • 防火墙是否放行了NFS相关端口(通常为2049)‌。

编写一个yaml文件创建PVC对象。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim  # 资源类型，此处创建PVC类型的对象
metadata:
  name: nfs-pvc  # PVC对象的名称
spec:
  accessModes:  # 访问模式，必须与要绑定的PV相同，否则无法绑定
    - ReadWriteOnce  # 单节点读写，只能被单个节点以读写方式访问
  volumeMode: Filesystem # 存储类型，指定存储类型为文件系统，需要与PV保持一致
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi  # 资源大小限制，不能大于要绑定PV的大小限制，否则无法绑定
  storageClassName: slow  #创建PVC对象的存储类名，需要与PV的相同，否则无法绑定
#  selector:  # 定义标签选择器，使用选择器选择PV
#    matchLabels:
#	  release: "stable"
#	matchExpressions:
#	  - {key: environment, operator: In, values: [dev]}

编写一个yaml文件创建Pod对象，将Pod与PVC绑定。

8、动态创建PV

参考：

https://www.bilibili.com/video/BV1MT411x7GH?spm_id_from=333.788.videopod.episodes&vd_source=504a440cc2b1e270fb0f32279de0de00&p=67

managed-nfs-storage是Kubernetes中的一种‌动态存储类（StorageClass）‌，用于自动创建基于NFS（网络文件系统）的持久卷（PV）。它通过NFS Client Provisioner实现动态存储供应，用户只需声明存储需求（如PVC），无需手动管理PV‌。

动态创建PV主要有以下两步：

1. 创建managed-nfs-storage

  • 创建ServiceAccount对象，配置RBAC（Role-Based Access Control）权限。
  • 创建StorageClass对象，指定NFS供应器的行为和参数。
  • 创建Deployment对象，创建NFS动态供应器的Pod。

说明：这三个yaml文件具有关联关系，Deployment的PROVISIONER_NAME与StorageClass的provisioner必须一致。权限链：Deployment使用ServiceAccount → ClusterRoleBinding绑定ClusterRole → 规则授权PV/PVC操作。

2. 使用managed-nfs-storage

创建Pod、Deployment或StatefulSet使用managed-nfs-storage，验证是否动态创建PV。

下面是创建managed-nfs-storage的步骤，编写yaml文件创建ServiceAccount、StorageClass和Deployment对象。

1. 编写一个nfs-provisioner-rbac.yaml文件，创建ServiceAccount对象，为NFS动态供应器配置RBAC权限，包括ServiceAccount、ClusterRole和ClusterRoleBinding。

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-client-provisioner#服务账号名称，用于Pod身份认证，下面创建Deployment会引用此名称
  namespace: kube-system  # 指定服务账号所属命名空间，通常与供应器部署位置一致
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: nfs-client-provisioner-runner  # 集群角色名称
rules:  # 定义权限规则，覆盖PV、PVC和StorageClass的常见操作
  - apiGroups: [""]  # verbs‌：create/delete用于动态创建PV，update用于绑定PVC
    resources: ["persistentvolumes"]    # 管理PV资源
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]  # 允许操作PV的完整生命周期
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumeclaims"]  # 管理PVC资源
    verbs: ["get", "list", "watch", "update"]  # 允许查询和更新PVC
  - apiGroups: ["storage.k8s.io"]
    resources: ["storageclasses"]   # 管理StorageClass资源
    verbs: ["get", "list", "watch"]   # 仅允许查询操作
---
kind: ClusterRoleBinding  # 此处将subjects中的服务账号与roleRef中的角色进行绑定
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: run-nfs-client-provisioner  # 集群角色绑定名称
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-client-provisioner  # 绑定的服务账号
    namespace: kube-system  # 服务账号所在命名空间
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-client-provisioner-runner  # ClusterRole的名称，指定要绑定的角色
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

2. 编写nfs-storage-class.yaml文件创建StorageClass对象，定义动态存储类，指定NFS供应器的行为和参数。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: managed-nfs-storage  # 存储类名称，PVC需引用此名称
provisioner: fuseim.pri/ifs  #供应器标识符，需与Deployment中PROVISIONER_NAME一致
# provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
parameters:
  archiveOnDelete: "false" #是否在删除PVC时存档（保留数据），false表示不存档直接删除
reclaimPolicy: Retain      # PV回收策略（Retain / Delete），Retain表示保留PV
volumeBindingMode: Immediate  #卷绑定模式，Immediate表示立即绑定（WaitForFirstConsumer延迟至Pod调度）

3. 编写一个Deployment类型的nfs-provisioner-deployment.yaml文件，部署NFS动态供应器的Pod，配置NFS服务器连接和存储路径

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-client-provisioner
  namespace: kube-system
  labels:  # 定义标签，给Deployment对象打标签
    app: nfs-client-provisioner
spec:
  replicas: 1
  strategy:
    type: Recreate  # 更新策略：先删除旧Pod再创建新Pod
  selector: #标签选择器，创建deployment对象时根据这个标签找到Pod模板创建Pod对象
    matchLabels:
      app: nfs-client-provisioner  # 匹配Pod模板的标签
  template:  # Pod模板配置
    metadata:
      labels:
        app: nfs-client-provisioner  # 给Pod打标签，deployment就是根据这个标签找到Pod模板的
    spec:
      serviceAccountName: nfs-client-provisioner  # 使用之前创建的ServiceAccount
      containers:
      - name: nfs-client-provisioner  # 指定供应器的名称和镜像
        image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/pylixm/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.0 
        # image: registry.k8s.io/sig-storage/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2
        volumeMounts:
        - name: nfs-client-root
          mountPath: /persistentvolumes # NFS挂载到容器内的路径
      env:
      - name: PROVISIONER_NAME
        value: fuseim.pri/ifs  #供应器的名称，需要与StorageClass yaml文件中的保持一致
      - name: NFS_SERVER
        value: 192.168.113.121
      - name: NFS_PATH
        value: /data/nfs/rw  # nfs挂载路径，需要在/etc/exports文件中配置
      volumes:
      - name: nfs-client-root
        nfs:
          server: 192.168.113.121
          path: /data/nfs/rw  # nfs挂载路径，需要在/etc/exports文件中配置

4. 上面三个yaml文件编写好之后，通过kubectl apply(或create) -f <yaml文件>命令创建对象，并通过kubectl get storageclass或kubectl get sc(sc是storageclass的缩写)命令查看是否成功创建managed-nfs-storage。

5. 编写nfs-sc-demo-statefulset.yaml文件创建Service和StatefulSet对象，使用上面创建的managed-nfs-storage，自动创建并绑定PV。

StatefulSet需要用到Service，所以创建StatefulSet之前需要先创建Service，此处将创建Service和StatefulSet对象写到一个yaml文件中，没有单独写创建Service的yaml文件。

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-sc
  labels:
    app: nginx-sc
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - name: web
    port: 80
    protocol: TCP
  selector:
    app: nginx-sc
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: nginx-sc
spec:
  replicas: 1
  serviceName: "nginx-sc"
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-sc
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-sc
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx-sc
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        volumeMounts:
        - mountPath: /usr/share/nginx/html
          name: nginx-sc-test-pvc
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: nginx-sc-test-pvc
    spec:
      storageClassName: managed-nfs-storage
      accessModes:
      - ReadWriteMany
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi

6. 检查PV是否自动创建：

kubectl get pvc

kubectl get pv

若PVC或PV处于pending状态，尝试通过以下方法进行排查：

  • 检查NFS服务器是否可达。
  • 确认Provisioner Pod运行正常：kubectl logs -n kube-system <provisioner-pod-name>‌。
  • 确保RBAC配置正确，ServiceAccount有足够权限。

# kubernetes # java # 容器
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