如何在 Kubernetes(k8s) 中配置持久化存储以支持容器的数据隔离和安全性？

在Kubernetes中配置持久化存储以实现容器数据隔离与安全性，需遵循以下核心步骤：

1. 使用PersistentVolume（PV）与PersistentVolumeClaim（PVC）：通过定义PV（物理存储资源抽象）和PVC（Pod对存储资源的请求）实现存储与容器的解耦，确保容器重启或迁移时数据持久化。
2. 存储类（StorageClass）隔离：为不同应用分配独立StorageClass，限制存储资源的动态分配范围，防止跨容器数据混杂。
3. 访问模式控制：设置PV的accessModes为ReadWriteOnce（单节点读写）或ReadOnlyMany（多节点只读），避免并发写入冲突。
4. 加密与安全策略：
   • 启用存储卷加密（如CSI驱动集成云厂商KMS，或使用开源工具如Sealed Secrets）。
   • 通过Kubernetes RBAC限制对PV/PVC的访问权限，仅授权必要命名空间或服务账户。
5. 网络隔离：使用NetworkPolicy限制Pod与存储后端（如NFS、Ceph）的通信路径，避免非授权访问。
6. 合规审计：启用Kubernetes审计日志（Audit Log）监控存储资源操作行为，结合工具（如Falco）实时检测异常数据访问。 实践案例：生产环境可采用Rook+Ceph提供加密块存储，配合Open Policy Agent（OPA）实现细粒度存储策略管控，确保数据隔离性及合规要求（如GDPR）。

在Kubernetes中配置持久化存储实现数据隔离与安全性需要结合存储类(StorageClass)、持久卷(PV/PVC)及安全策略：

1. 存储后端选型：

   • 使用支持ReadWriteOnce模式的存储系统（如Ceph RBD、AWS EBS）确保单节点独占写入
   • 对敏感数据采用加密存储方案（如CSI Volume Encryption）

2. 访问控制策略：

   • 通过RBAC限制PVC的创建权限，例如仅允许特定Namespace的ServiceAccount访问存储类
   • 使用NetworkPolicy限制存储流量仅允许特定Label的Pod通信

3. 动态供应配置：

   apiVersion: storage.k8s.io/v1
   kind: StorageClass
   metadata:
    name: encrypted-sc
   provisioner: ebs.csi.aws.com
   parameters:
    encrypted: "true"
    kmsKeyId: alias/my-key
   reclaimPolicy: Retain

4. 运行时保护：

   • 通过Pod SecurityPolicy强制设置fsGroup实现文件系统权限控制
   • 使用CSI Ephemeral Volumes处理临时敏感数据

实践挑战：

• CSI驱动与Kubernetes版本兼容性问题导致动态供应失败
• 跨AZ持久卷挂载时的延迟问题（需配置拓扑感知）
• 加密存储的性能损耗需要平衡（实测AWS EBS加密卷IOPS下降约8-12%）
• 遗留系统迁移时遇到的NFS权限继承问题（通过initContainer执行chmod解决）

建议配合Velero实现加密备份，并通过OPA/Gatekeeper实施存储策略合规检查。

为什么不考虑使用类似 Rook 或 Longhorn 的云原生存储方案，它们为 Kubernetes 提供了更灵活的持久化数据管理与安全策略？

1. 定义StorageClass：创建StorageClass指定存储类型（如加密卷）和供应模式（如动态分配），确保存储后端支持访问控制和加密功能。
2. 创建PersistentVolume(PV)与PersistentVolumeClaim(PVC)：通过PV声明物理存储资源（如容量、访问模式ReadWriteOnce），PVC绑定Pod并限制命名空间访问，实现资源隔离。
3. 启用RBAC：为Pod配置最小权限ServiceAccount，限制对PVC/PV的修改操作，避免未授权访问。
4. 配置存储加密：在StorageClass中启用加密选项（如使用KMS），或使用支持加密的存储插件（如CSI驱动）。
5. 设置Pod安全策略：限制Pod以非root用户运行，禁用特权模式，并通过SecurityContext强制文件系统只读（如readOnlyRootFilesystem）。
6. 网络隔离：使用NetworkPolicy限制Pod间通信，仅允许授权服务访问存储相关端口。
7. 定期备份与审计：通过Velero备份PV数据，启用K8s审计日志监控存储操作异常。