【K8s】Kubernetes 存储之 PersistentVolumeClaim

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基本介绍

在 Kubernetes 中，PersistentVolumeClaim（持久化卷声明，PVC）是一种与存储相关的资源对象，可以定义申请容量、访问模式等内容。

PVC 与 PV 共同构成了 Kubernetes 中持久存储的基础，它们之间的关系是请求与分配的关系：

• PV 代表集群中的实际存储资源，可以是任何类型（如 NFS、iSCSI、云存储等）， 包含了存储的具体实现细节，如存储位置、容量大小、访问模式等
• PVC 是对 PV 的请求，包含了用户预期获得的存储资源的详细规格

工作原理

• 定义对象：在 PVC 对象的资源清单中可以指定其存储类、访问模式、存储容量等配置信息
• 创建对象：Kubernetes 按照管理员预先定义好的资源清单创建 PVC 对象
• 绑定：当一个 PVC 对象创建后，静态模式下 Kubernetes 会寻找一个匹配的 PV 进行绑定；在动态模式下 StorageClass 会根据 PVC 的申请动态创建 PV 对象。这个过程可以是立即的，也可以是延迟的
• 使用：PVC 对象与 PV 对象完成绑定后，Pod 就可以通过挂载 PVC 来访问持久化存储。Pod 的资源清单中会包含对 PVC 对象的引用，Kubernetes 负责将与 PVC 对象绑定的 PV 对象挂载到 Pod 的容器中
• 销毁：当 PVC 对象被销毁时，Kubernetes 会根据 PV 的回收策略来处理 PV 对象

资源清单（示例）

# 静态存储供应模式
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: demo-pvc
spec:
  storageClass: ""      # 确保 PVC 绑定到由管理员预先创建的 PV，而不是由 SC 动态创建的新 PV
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
 
------------------------------------------------------------------------------
# 动态存储供应模式
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: demo-pvc
spec:
  storageClass: "demo-sc"    # 确保 PVC 绑定到由 SC 动态创建的新 PV
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

1、状态类型（Status）

PVC 对象创建后，通常会存在以下几种状态：

• Pending：PVC 对象已被创建，但尚未绑定 PV
• Bound：PVC 对象已成功绑定 PV
• Lost：PVC 对象绑定的 PV 已不可用或丢失
• Failed：PVC 对象无法满足其请求

新建 PVC 对象后，Kubernetes 会根据资源清单的声明查找处于 Available 状态的 PV 对象

• 如果没找到， PVC 对象状态就会一直处于 Pending
• 如果能找到，会自动将 PV 对象和 PVC 对象进行绑定，对象状态就会变为 Bound

2、可能情形

• 如果 PVC 对象声明的容量小于 PV 对象声明的容量，PVC 对象和 PV 对象可以绑定，且容量为 PV 对象声明的容量值
• 如果 PVC 对象声明的容量大于 PV 对象声明的容量，PVC 对象和 PV 对象无法绑定
• 如果 PVC 对象和 PV 对象声明的 accessModes 不一致，PVC 对象和 PV 对象无法绑定

3、Pod 挂载

• Pod 挂载 PVC 时要使用相对路径，避免使用 “ / ” 开头
• 当多个 Pod 挂载同一个 PVC 时，可以在数据目录下设置子目录（subPath）以避免冲突
• 当单个 Pod 要在同一个 PVC 下使用 subPath 属性时，name 需要保持一致，否则会出现报错：unmounted volumes=[data], unattached volumes=[data logs default-token-4ss5k]: timed out waiting for the condition

# deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: demo-deployment
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demo-deployment
    spec:
      containers:
      - name: demo-container
        image: demo-image:latest
        ports:
        - containerPort: 80
...
        volumeMounts:
        - name: pvc                  # 错误示范：data
          mountPath: /data
          subPath: data
        - name: pvc                  # 错误示范：logs
          mountPath: /logs
          subPath: logs
      volumes:
      - name: pvc               # 错误示范：volumes 有两个元素，分别是 data 和 logs
        persistentVolumeClaim:
          claimName: demo-pvc
...