Kubernetes 共享存储机制

在 Kubernetes 中，用户可以通过多种方式对应用进行持久化，例如将容器内的目录挂载到宿主机的容器目录或 emptyDir 临时存储卷。然而，Kubernetes 还提供了更高级的存储资源管理机制，即 PersistentVolume（PV）和 PersistentVolumeClaim（PVC），允许使用外部存储设备。

PersistentVolume（PV）

PersistentVolume 是对底层网络共享存储的抽象视角，将共享存储定义为一种可消费的“资源”。与 Node 或者其他 Kubernetes 资源类似，PV 由管理员创建和配置，与共享存储的具体实现直接相关。PV 可以指定存储的容量、访问模式以及重复利用策略等属性。

例如，可以通过以下 YAML 定义一个 PV：

apiVersion: v1kind: PersistentVolumemetadata:  name: pv  namespace: pv  labels:    name: pvspec:  capacity: 2Gi  accessModes: - ReadWriteOnce  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle  hostPath: path: /usr/soft/k8s/yaml/pv/storage

上述配置表示创建一个名为 pv 的 PV，占用 2Gi 存储空间，支持读写一次访问模式，存储可以被回收利用，并挂载到宿主机 /usr/soft/k8s/yaml/pv/storage 目录。

PersistentVolumeClaim（PVC）

PVC 是对 PV 的一个“申请”，类似于 Pod 消耗 Node 资源一样，PVC 可以申请特定的存储空间和访问模式。PVC 的创建和使用过程与 PV 类似，主要区别在于申请的存储容量和访问模式。

例如，可以通过以下 YAML 定义一个 PVC：

apiVersion: v1kind: PersistentVolumeClaimmetadata:  name: pvc  namespace: pv  labels:    name: pvcspec:      accessModes: - ReadWriteOnce      resources:        requests:          storage: 1Gi        selector:          matchLabels:            name: pv

上述配置表示创建一个名为 pvc 的 PVC，申请 1Gi 的存储空间，支持读写一次访问模式，并与名为 pv 的 PV 绑定。

存储设备管理

为了更好地管理存储资源，Kubernetes 提供了 StorageClass 的概念。StorageClass 用于标记存储资源的特性和性能，管理员可以将存储资源定义为某种类别，类似于存储设备对自身的配置描述。通过 StorageClass，可以直观地了解各种存储资源的特性，从而根据应用需求去申请存储资源。

此外，Kubernetes 提供了 Container Storage Interface（CSI）机制，目标是在 Kubernetes 与外部存储系统之间建立一套标准的存储管理接口，通过该接口为容器提供存储服务。

使用案例

在实际应用中，可以按照以下步骤操作：

定义 PV：管理员创建一个 PV，定义其容量、访问模式等属性，并指定挂载路径。

申请 PVC：用户对 PV 进行申请，指定所需的存储空间和访问模式。

挂载 PVC：在 Pod 中使用 PVC，挂载到指定的容器目录，实现数据持久化。

例如，以下 YAML 定义了一个使用 PVC 挂载的 Pod：

apiVersion: v1kind: Podmetadata:  name: nginx  namespace: pv  labels:    name: nginxspec:  containers:  - name: nginx    image: nginx    imagePullPolicy: IfNotPresent    volumeMounts:    - name: pv      mountPath: /pvc      readOnly: false  ports:  - containerPort: 80volumes:  - name: pv    persistentVolumeClaim:      claimName: pvc

上述配置表示创建一个名为 nginx 的 Pod，配置了一个挂载 PVC 的容器，存储数据位于容器的 /pvc 目录。

验证

创建完成后，可以执行以下步骤验证：

进入容器：使用 kubectl exec 命令进入容器。

创建文件：在容器的 /pvc 目录中创建文件（例如 test.txt）。

检查 PV：在 PV 所在的宿主机目录中查看是否存在对应文件。

例如，可以执行以下命令查看 Pod 的运行节点：

kubectl get pods -w

然后，进入节点并检查相应目录：

ssh node-1ls /usr/soft/k8s/yaml/pv/storage

可以看到，节点目录中会存在容器创建的文件。如果在节点目录中添加文件，容器挂载目录也会同步更新。

结尾

以上就是 PV 和 PVC 的简单使用方法，更多详细内容请关注后续文章。希望本文能为您的 Kubernetes 存储配置提供帮助。如果对内容有帮助，请记得点赞和关注，支持创作继续！

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