k8s存储卷 PV与PVC 理论学习

介绍

存储的管理是一个与计算实例的管理完全不同的问题。PersistentVolume 子系统为用户和管理员提供了一组 API，将存储如何制备的细节从其如何被使用中抽象出来。为了实现这点，我们引入了两个新的 API 资源：PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim。

持久卷（PersistentVolume，PV） 是集群中的一块存储，可以由管理员事先制备，或者使用存储类（Storage Class）来动态制备。持久卷是集群资源，就像节点也是集群资源一样。也就是说不属于任何一个命名空间。PV 持久卷和普通的 Volume 一样，也是使用卷插件来实现的，只是它们拥有独立于任何使用 PV 的 Pod 的生命周期，也就说PV的生命周期是独立的，Pod的销毁不会影响到PV。

持久卷申领（PersistentVolumeClaim，PVC）表达的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。Pod 可以请求特定数量的资源（CPU 和内存）。同样 PVC 申领也可以请求特定的大小和访问模式（例如，可以挂载为 ReadWriteOnce、ReadOnlyMany、ReadWriteMany 或 ReadWriteOncePod， 请参阅访问模式）。

PVC是可以被划分到命名空间的

尽管 PersistentVolumeClaim 允许用户消耗抽象的存储资源，常见的情况是针对不同的问题用户需要的是具有不同属性（如，性能）的 PersistentVolume 卷。集群管理员需要能够提供不同性质的 PersistentVolume，并且这些 PV 卷之间的差别不仅限于卷大小和访问模式，同时又不能将卷是如何实现的这些细节暴露给用户。 为了满足这类需求，就有了存储类（StorageClass） 资源。

持久卷的类型（1.29版本）

spec.*

• csi - 容器存储接口 (CSI)
• fc - Fibre Channel (FC) 存储
• hostPath - HostPath 卷 （仅供单节点测试使用；不适用于多节点集群；请尝试使用 local 卷作为替代）
• iscsi - iSCSI (SCSI over IP) 存储
• local - 节点上挂载的本地存储设备
• nfs - 网络文件系统 (NFS) 存储

访问模式

spec.accessModes

PersistentVolume 卷可以用资源提供者所支持的任何方式挂载到宿主系统上。如下表所示，提供者（驱动）的能力不同，每个 PV 卷的访问模式都会设置为对应卷所支持的模式值。 例如，NFS 可以支持多个读写客户，但是某个特定的 NFS PV 卷可能在服务器上以只读的方式导出。 每个 PV 卷都会获得自身的访问模式集合，描述的是特定 PV 卷的能力。

访问模式有：
ReadWriteOnce ： 卷可以被一个节点以读写方式挂载。 ReadWriteOnce 访问模式仍然可以在同一节点上运行的多个 Pod 访问该卷。 对于单个 Pod 的访问，请参考 ReadWriteOncePod 访问模式。
ReadOnlyMany ： 卷可以被多个节点以只读方式挂载。
ReadWriteMany ： 卷可以被多个节点以读写方式挂载。
ReadWriteOncePod ： 特性状态： Kubernetes v1.29 [stable] ：卷可以被单个 Pod 以读写方式挂载。 如果你想确保整个集群中只有一个 Pod 可以读取或写入该 PVC， 请使用 ReadWriteOncePod 访问模式。

在命令行接口（CLI）中，访问模式也使用以下缩写形式：

• RWO - ReadWriteOnce
• ROX - ReadOnlyMany
• RWX - ReadWriteMany
• RWOP - ReadWriteOncePod

类

每个 PV 可以属于某个类（Class），通过将其 storageClassName属性设置为某个 StorageClass 的名称来指定。特定类的 PV 卷只能绑定到请求该类存储卷的 PVC 申领。 未设置 storageClassName 的 PV 卷没有类设定，只能绑定到那些没有指定特定存储类的 PVC 申领。

PV 声明 storageClassName

spec:storageClassName: manual

PVC 绑定 设置了storageClassName: manual 的 PV卷

spec:storageClassName: manual

回收策略

目前的回收策略有：

• Retain – 手动回收
• Recycle – 简单擦除 (rm -rf /thevolume/*)
• Delete – 删除存储卷

对于 Kubernetes 1.29 来说，只有 nfs 和 hostPath 卷类型支持回收（Recycle）。

阶段

每个持久卷会处于以下阶段（Phase）之一：
Available：卷是一个空闲资源，尚未绑定到任何申领
Bound：该卷已经绑定到某申领
Released：所绑定的申领已被删除，但是关联存储资源尚未被集群回收
Failed：卷的自动回收操作失败

你可以使用 kubectl describe persistentvolume <name> 查看已绑定到 PV 的 PVC 的名称。