K8s PV和PVC持久化存儲(chǔ)詳解
更新時(shí)間：2025年08月14日 16:59:27 作者：大新屋
Kubernetes PV由管理員創(chuàng)建,支持多種存儲(chǔ)類型,提供生命周期管理,PVC請(qǐng)求PV資源,需匹配大小、存儲(chǔ)類和訪問模式,并在同一命名空間,回收策略包括Retain、Delete和Recycle,生產(chǎn)環(huán)境建議使用NAS而非NFS
提示: Kubernetes 官網(wǎng)PV文檔說明：https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes
提示: PV正常情況是由K8s管理員創(chuàng)建,PV是沒有namespace命名空間限制
- PersistentVolume 簡(jiǎn)稱PV，是由Kubernetes管理員設(shè)置的存儲(chǔ)，可以配置Ceph、NFS、GlusterFs等常用存儲(chǔ)配置，相對(duì)于Volume配置，提供了更多的功能，比如生命周期的管理、大小的限制。PV分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。
- PersistentVolumeClaim 簡(jiǎn)稱PVC，是對(duì)存儲(chǔ)PV的請(qǐng)求（調(diào)用）。
PVC調(diào)用PV流程圖
一、PV策略
1、PV回收策略
persistentVolumeReclaimPolicy參數(shù)配置pv回收策略有以下幾種方法：
- Retain 保留數(shù)據(jù),需要管理員手動(dòng)回收資源,當(dāng)刪除PVC時(shí),PV仍然存在,PV被視為已釋放,管理員可以手動(dòng)回收卷。手動(dòng)創(chuàng)建的PV默認(rèn)值為Retain。
- Delete 刪除數(shù)據(jù),如果Volume插件支持,刪除PVC時(shí)會(huì)同時(shí)刪除PV,目前支持Detele的存儲(chǔ)后端包括AWS EBS, GCE PD,Azure Disk, OpenStack Cinder等。動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的PV默認(rèn)值為Delete。
- Recycle（已過時(shí)） 回收數(shù)據(jù),如果Volume插件支持,當(dāng)刪除PV時(shí)，該策略會(huì)對(duì)卷執(zhí)行rm -rf清理該P(yáng)V,并使其可用于下一個(gè)新PVC,目前只有NFS和HostPath支持該策略，該策略不推薦使用。
2、PV訪問策略
- ReadWriteOnce（RWO） 可以被單節(jié)點(diǎn)以讀寫模式掛載,命令行中可以被縮寫為 RWO
- ReadOnlyMany（ROX） 可以被多個(gè)節(jié)點(diǎn)以只讀模式掛載,命令行中可以被縮寫為 ROX
- ReadWriteMany（RWX） 可以被多個(gè)節(jié)點(diǎn)以讀寫模式掛載,命令行中可以被縮寫為RWX
- ReadWriteOncePod（RWOP） 可以被單個(gè)Pod以讀寫模式掛載,命令行中可以被縮寫為RWXP（只支持 CSI 卷以及需要 Kubernetes 1.22 以上版本）
3、PV訪問策略支持的存儲(chǔ)類型
提示：Kubenetes官方文檔說明 https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/persistent-volumes
4、存儲(chǔ)的分類
- 文件存儲(chǔ) 一些數(shù)據(jù)可能需要被多個(gè)節(jié)點(diǎn)使用，比如用戶的頭像、用戶上傳的文件等，實(shí)現(xiàn)方式:NFS、NAS、FTP、CephFS等。(NFS\FTP生產(chǎn)系統(tǒng)不推薦使用)
- 塊存儲(chǔ) 一些數(shù)據(jù)只能被一個(gè)節(jié)點(diǎn)使用，或者是需要將一塊裸盤整個(gè)掛載使用，比如MySQL數(shù)據(jù)庫、Redis等，實(shí)現(xiàn)方式:Ceph、GlusterFs、公有云
- 對(duì)象存儲(chǔ) 由程序代碼直接實(shí)現(xiàn)的一種存儲(chǔ)方式，云原生應(yīng)用無狀態(tài)化常用的實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn)方式:一般是符合S3協(xié)議的云存儲(chǔ)，比如AWS的S3存儲(chǔ)、Minio等
5、PV參數(shù)說明
apiVersion: v1 # 填寫API資源版本號(hào)，通過kubectl api-resources | grep PersistentVolume命令查詢API資源版本號(hào)
kind: PersistentVolume # 指定資源類型，PersistentVolume資源類型是PersistentVolume
metadata: # 包含PersistentVolume元數(shù)據(jù)
name: nfs-pv # 自定義PersistentVolume名稱
labels: # 設(shè)置PersistentVolume標(biāo)簽
type: nfs-pv # 自定義PersistentVolume標(biāo)簽名稱
namespace: default # 指定PersistentVolume的命名空間，默認(rèn)default
spec: # 定義PersistentVolume規(guī)格
capacity: # 限制存儲(chǔ)容量大小，NFS不支持該參數(shù)，默認(rèn)不限制
storage: 5Gi # 限制存儲(chǔ)容量為5GB
volumeMode: Filesystem # 定義PV的卷模式(存儲(chǔ)類型)，支持Filesystem（文件系統(tǒng)）或Block（塊設(shè)備）, 其中Block類型需要后端存儲(chǔ)支持，默認(rèn)值Filesystem（文件系統(tǒng)）
accessModes: # 定義PV的卷訪問模式（PV訪問策略），支持ReadWriteOnce（RWO）、ReadOnlyMany（ROX） 、ReadWriteMany（RWX）、ReadWriteOncePod（RWOP）
- ReadWriteOnce # 設(shè)置ReadWriteOnce，只允許單個(gè)節(jié)點(diǎn)以讀寫模式掛載
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain # 定義PV的卷回收策略，支持Retain、Recycle、Delete，手動(dòng)創(chuàng)建PV默認(rèn)值Retain，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建PV默認(rèn)值Delete
storageClassName: nfs-slow # 定義PV存儲(chǔ)類名稱，方便PVC調(diào)用使用，與PVC的spec.storageClassName參數(shù)值匹配
nfs: # 定義PV類型，當(dāng)前設(shè)置為NFS類似
server: 172.20.236.210 # 設(shè)置NFS服務(wù)器的IP地址
path: /nfs # 設(shè)置NFS服務(wù)器掛載目錄
6、PVC參數(shù)說明
apiVersion: v1 # 填寫API資源版本號(hào)，通過kubectl api-resources | grep PersistentVolumeCliam命令查詢API資源版本號(hào)
kind: PersistentVolumeClaim # 指定資源類型，PersistentVolumeCliam資源類型是PersistentVolumeCliam
metadata: # 包含PersistentVolumeCliam元數(shù)據(jù)
name: nfs-pvc # 自定義PersistentVolumeCliam名稱
labels: # 設(shè)置PersistentVolumeCliam標(biāo)簽
type: nfs-pvc # 自定義PersistentVolumeCliam標(biāo)簽名稱
namespace: default # 指定PersistentVolumeCliam的命名空間，默認(rèn)default
spec: # 定義PersistentVolumeCliam規(guī)格
storageClassName: nfs-slow # 定義PVC調(diào)用的存儲(chǔ)類名稱，與PersistentVolume的spec.storageClassName參數(shù)值匹配
accessModes: # 定義PVC的卷訪問模式（PV訪問策略），支持ReadWriteOnce（RWO）、ReadOnlyMany（ROX） 、ReadWriteMany（RWX）、ReadWriteOncePod（RWOP），此值要與請(qǐng)求的PV的spec.accessModes參數(shù)值匹配
- ReadWriteOnce # 設(shè)置ReadWriteOnce，只允許單個(gè)節(jié)點(diǎn)以讀寫模式掛載，此值要與請(qǐng)求的PV的spec.accessModes參數(shù)值匹配
resources: # 定義資源請(qǐng)求和限制
requests:
storage: 3Gi # 定義資源請(qǐng)求磁盤容量大小，當(dāng)前3GB
7、PV和PVC使用注意事項(xiàng)
（1）、PVC申請(qǐng)的空間大小不能大于PV的大小
（2）、PVC的spec.storageClassName參數(shù)值必須與PV的spec.storageClassName參數(shù)值一樣
（3）、PVC的spec.accessMode參數(shù)值必須與PV的spec.accessMode參數(shù)值一樣
（4）、一個(gè)PV只能被一個(gè)PVC請(qǐng)求調(diào)用使用，PVC和Pod必須在同一個(gè)Namespace命令空間下
二、創(chuàng)建PV（NFS）
提示: 生產(chǎn)系統(tǒng)不推薦使用NFS,推薦使用NAS,NFS是存在單點(diǎn)故障,NAS可配置高可用
1、創(chuàng)建PV（NFS）
### CentOS系統(tǒng)安裝NFS服務(wù)端（建議把NFS服務(wù)端安裝到K8s集群之外的服務(wù)器上，不要安裝到K8s集群任意的節(jié)點(diǎn)上）
mkdir -p /nfs
yum install -y nfs-utils rpcbind
cat > /etc/exports << 'EOF'
/nfs *(rw,sync,insecure,no_subtree_check,no_root_squash)
EOF
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
systemctl enable rpcbind
systemctl enable nfs
systemctl status rpcbind
systemctl status nfs
showmount -e localhost
### k8s集群選擇K8s-node01節(jié)點(diǎn)安裝NFS客戶端，測(cè)試掛載并卸載掛載
mkdir -p /nfs
apt install -y nfs-common
systemctl start rpcbind
systemctl enable rpcbind
systemctl status rpcbind
showmount -e 172.20.236.210
mount 172.20.236.210:/nfs /nfs
df -h
umount /nfs
### 創(chuàng)建PV
mkdir -p /data/yaml/pv
cat > /data/yaml/pv/nfs-pv.yaml << 'EOF'
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: nfs-pv
labels:
type: nfs-pv
namespace: default
spec:
capacity:
storage: 5Gi
volumeMode: Filesystem
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
storageClassName: nfs-slow
nfs:
server: 172.20.236.210
path: /nfs
EOF
kubectl create -f /data/yaml/pv/nfs-pv.yaml
### 查看PV
kubectl get pv -n default -owide
kubectl get pv -n default -oyaml
# 查看PV的STATUS狀態(tài)說明
Available # 可用，沒有被PVC綁定的空閑資源
Bound # 已綁定，已經(jīng)被PVC綁定
Released # 已釋放，PV被刪除，但是資源還未被重新使用
Failed # 失敗，自動(dòng)回收失敗
2、創(chuàng)建PVC并調(diào)用PV
### 創(chuàng)建PVC調(diào)用PV
cat > /data/yaml/pv/nfs-pvc.yaml << 'EOF'
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: nfs-pvc
labels:
type: nfs-pvc
namespace: default
spec:
storageClassName: nfs-slow
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 3Gi
EOF
kubectl create -f /data/yaml/pv/nfs-pvc.yaml
### 查看PVC狀態(tài)
kubectl get pvc -n default
kubectl get pvc -n default -owide
kubectl get pvc -n default -oyaml
### 此時(shí)查看PV狀態(tài)STATUS顯示綁定
kubectl get pv -n default –owide
3、創(chuàng)建Deployment調(diào)用PVC
### K8s集群k8s-node01節(jié)點(diǎn)打標(biāo)簽并查看
kubectl label node k8s-node01 run=nfs
get node --show-labels -l run=nfs -owide
### 創(chuàng)建Deployment調(diào)用PVC（Pod必須指定運(yùn)行k8s-node01節(jié)點(diǎn)上，否則運(yùn)行在其它K8s節(jié)點(diǎn)都會(huì)失?。?
cat > /data/yaml/pv/nginx-deploy-pvc.yaml << 'EOF'
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: nginx-deploy-pvc
name: nginx-deploy-pvc
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx-pod
template:
metadata:
labels:
app: nginx-pod
spec:
nodeSelector:
run: nfs
containers:
- image: registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/dockerghost/nginx:1.26
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- mountPath: "/usr/share/nginx/html"
name: pv-nfs-storage
volumes:
- name: pv-nfs-storage
persistentVolumeClaim:
claimName: nfs-pvc
EOF
kubectl create -f /data/yaml/pv/nginx-deploy-pvc.yaml
kubectl get deploy -n default
kubectl get pods -n default -owide
### 登錄NFS服務(wù)器在NFS掛載的共享目錄創(chuàng)建一個(gè)文件
echo "Welcome to Nginx World" > /nfs/index.html
ls -l /nfs/index.html
cat /nfs/index.html
### 登錄兩個(gè)Pod資源的nginx容器測(cè)試
kubectl get pods -n default -owide
kubectl exec -n default nginx-deploy-pvc-659d6c64b9-b5d4b -- cat /usr/share/nginx/html/index.html
kubectl exec -n default nginx-deploy-pvc-659d6c64b9-bj446 -- cat /usr/share/nginx/html/index.html
curl 172.30.85.201
curl 172.30.85.202
### PVC刪除操作：先刪除Deployment，再刪除PVC，最后刪除PV
kubectl delete -f /data/yaml/pv/nginx-deploy-nfs.yaml
kubectl delete -f /data/yaml/pv/nfs-pvc.yaml
kubectl delete -f /data/yaml/pv/nfs-pv.yaml
三、創(chuàng)建PV（hostPath）
提示: 在使用PV（hostPath）掛載到任意一個(gè)K8s集群節(jié)點(diǎn)，推薦給選定的K8s集群節(jié)點(diǎn)打上標(biāo)簽，把PV（hostPath）掛載到選定的K8s集群節(jié)點(diǎn)
1、創(chuàng)建PV（hostPath）
### 創(chuàng)建PV
### spec.hostPath.type參數(shù)值為DirectoryOrCreate表示如果宿主機(jī)給定/mnt/data 路徑不存在，那么將自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)權(quán)限為0755 的空目錄，和Kubelet 具有相同的組和權(quán)限
mkdir -p /data/yaml/pv
cat > /data/yaml/pv/pv-hostpath.yaml << 'EOF'
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv-hostpath
namespace: default
labels:
type: pv-local
spec:
capacity:
storage: 10Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
storageClassName: hostpath-ide
hostPath:
path: "/mnt/data"
type: DirectoryOrCreate
EOF
kubectl create -f /data/yaml/pv/pv-hostpath.yaml
kubectl get pv -n default
kubectl get pv -n default -owide
kubectl get pv -n default -oyaml
2、創(chuàng)建PVC調(diào)用PV
### 創(chuàng)建PVC調(diào)用PV
cat > /data/yaml/pv/pvc-hostpath.yaml << 'EOF'
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-hostpath
namespace: default
spec:
storageClassName: hostpath-ide
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 5Gi
EOF
kubectl create -f /data/yaml/pv/pvc-hostpath.yaml
kubectl get pvc -n default
kubectl get pvc -n default -owide
kubectl get pvc -n default -oyaml
kubectl get pv -n default
3、創(chuàng)建Deployment調(diào)用PVC
### 創(chuàng)建Deployment調(diào)用PVC
cat > /data/yaml/pv/nginx-deploy-hostpath.yaml << 'EOF'
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: nginx-deploy-hostpath
name: nginx-deploy-hostpath
namespace: default
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx-pod
template:
metadata:
labels:
app: nginx-pod
spec:
containers:
- image: registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/dockerghost/nginx:1.26
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- mountPath: "/usr/share/nginx/html"
name: pv-hostpath-storage
volumes:
- name: pv-hostpath-storage
persistentVolumeClaim:
claimName: pvc-hostpath
EOF
kubectl create -f /data/yaml/pv/nginx-deploy-hostpath.yaml
kubectl get deploy -n default
kubectl get pods -n default -owide
### 查看每個(gè)Pods資源中nginx容器分配置到的K8s集群節(jié)點(diǎn)宿主機(jī)是否自動(dòng)創(chuàng)建了/mnt/data目錄
kubectl get pods -owide
### 登錄K8s集群nginx容器運(yùn)行的K8s節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建測(cè)試文件
echo "Welcome to Nginx World" > /mnt/data/index.html
cat /mnt/data/index.html
### 登錄兩個(gè)Pod資源的nginx容器測(cè)試
kubectl get pods -n default -owide
kubectl exec -n default nginx-deploy-hostpath-bb7ddf9d6-87gn6 -- cat /usr/share/nginx/html/index.html
kubectl exec -n default nginx-deploy-hostpath-bb7ddf9d6-r57tl -- cat /usr/share/nginx/html/index.html
curl 172.30.135.137
curl 172.30.122.180
### PVC刪除操作：先刪除Deployment，再刪除PVC，最后刪除PV
kubectl delete -f /data/yaml/pv/nginx-deploy-hostpath.yaml
kubectl delete -f /data/yaml/pv/pvc-hostpath.yaml
kubectl delete -f /data/yaml/pv/pvc-hostpath.yaml
總結(jié)
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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