如何在Kubernetes(k8s)集群中设置和使用Persistent Volumes (PV)和Persistent Volume Claims (PVC)？

为什么不尝试使用Dynamic Volume Provisioning结合StorageClass来自动化PV的创建，减少手动配置的复杂性呢？

在k8s里用PV和PVC分三步：1.先搞个PV，定义好存储大小、访问权限（比如只读或读写）和存储类型（比如本地硬盘或云存储）；2.创建PVC去匹配这个PV，相当于申请使用这个存储空间；3.在Pod里把PVC挂载到容器目录。比如用yaml文件定义好PV和PVC后，kubectl apply创建，最后在Pod配置里引用PVC名字就完事了。PV像库存的硬盘，PVC就是申请单，配对成功就能用啦！

1. 创建PersistentVolume（PV）

   • 定义PV资源文件（如nfs-pv.yaml），指定存储类型、容量和访问模式：

     apiVersion: v1
     kind: PersistentVolume
     metadata:
     name: my-pv
     spec:
     capacity:
      storage: 10Gi
     accessModes:
      - ReadWriteOnce
     persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
     nfs:
      path: /nfs_share
      server: 192.168.1.100

   • 执行 kubectl apply -f nfs-pv.yaml

2. 创建PersistentVolumeClaim（PVC）

   • 定义PVC资源文件（如app-pvc.yaml），声明所需存储：

     apiVersion: v1
     kind: PersistentVolumeClaim
     metadata:
     name: my-pvc
     spec:
     accessModes:
      - ReadWriteOnce
     resources:
      requests:
        storage: 5Gi

   • 执行 kubectl apply -f app-pvc.yaml

3. 在Pod中挂载PVC

   • 在Pod定义中通过volumes和volumeMounts关联PVC：

     apiVersion: v1
     kind: Pod
     metadata:
     name: my-pod
     spec:
     containers:
      - name: app
        image: nginx
        volumeMounts:
          - mountPath: /data
            name: storage
     volumes:
      - name: storage
        persistentVolumeClaim:
          claimName: my-pvc

4. 验证

   • 检查PV/PVC绑定状态：kubectl get pv,pvc
   • 进入Pod写入测试文件：kubectl exec my-pod -- touch /data/testfile

在Kubernetes集群中设置和使用PV/PVC需遵循以下步骤：

1. 创建PersistentVolume（PV）：通过YAML定义存储资源，指定容量（如10Gi）、访问模式（ReadWriteOnce/ReadOnlyMany/ReadWriteMany）、存储类型（如NFS路径或云存储标识）及回收策略（Retain/Delete）。
2. 创建PersistentVolumeClaim（PVC）：用户声明所需存储的大小和访问模式，Kubernetes自动匹配可用PV。若使用动态供给，StorageClass将按需创建PV（如AWS EBS）。
3. 挂载PVC到Pod：在Pod配置的volumes中引用PVC名称，并在容器内通过volumeMounts指定挂载路径。
4. 生命周期管理：删除PVC时，根据PV回收策略决定是否保留数据（Retain需手动清理，Delete自动销毁底层存储）。

关键注意事项：

• 访问模式与存储后端兼容性（如NFS支持ReadWriteMany，云盘通常仅限ReadWriteOnce）
• StorageClass配置：明确动态供给的provisioner（如kubernetes.io/aws-ebs）及参数（如卷类型gp3）
• 数据持久性：定期备份PV数据（如通过Velero），避免误删Retain策略的PV导致数据丢失
• 监控与扩缩容：通过kubectl get pv/pvc监控使用率，云环境可结合CSI驱动实现卷扩容

在Kubernetes集群中设置和使用Persistent Volumes（PV）与Persistent Volume Claims（PVC）的核心步骤如下：

1. PV创建：由管理员预先定义存储资源，通过YAML文件指定容量、访问模式（如ReadWriteOnce）、存储类型（如NFS、云存储）及回收策略（Retain/Delete）。
2. PVC申请：用户声明存储需求（如容量、访问模式），Kubernetes控制器根据PVC条件自动绑定匹配的PV。
3. Pod挂载：在Pod配置中通过volumes字段引用PVC名称，并在容器内通过volumeMounts指定挂载路径。

最佳实践：

• 使用StorageClass实现动态供应，避免手动创建PV（尤其适用于云平台如AWS EBS、GCP PD）。
• 监控PV/PVC状态（kubectl get pv,pvc）确保绑定成功。
• 有状态服务优先选用StatefulSet，配合PVC模板实现稳定存储。
• 生产环境建议设置ReclaimPolicy为Retain，防止误删数据。

关键配置示例：

# PV定义（静态）
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec:
  capacity: {storage: 10Gi}
  accessModes: [ReadWriteOnce]
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  nfs: {server: 10.0.0.1, path: "/data"}

# PVC申请
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes: [ReadWriteOnce]
  resources: {requests: {storage: 5Gi}}

通过解耦存储供应与消费，PV/PVC机制有效支持了Kubernetes应用的无状态化与数据持久化需求。