【Kubernetes】持久卷声明 PVC

《持久化存储》系列，共包含以下文章：

• K8s 持久化存储方式
• 持久卷 PV
• 持久卷声明 PVC
• 持久卷的动态供给 Dynamic Provisioning

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持久卷声明（Persistent Volume Claim，PVC），是用户对 Kubernetes 存储资源的一种请求。

通过使用 持久卷声明（PVC），用户可以将实际的存储需求告诉给 Kubernetes，然后由 Kubernetes 在已有的 持久卷（PV）中进行查找。当寻找到合适的 持久卷（PV）时，Kubernetes 会将它提供给 持久卷声明（PVC）使用。

因此，持久卷声明（PVC）可以被看成资源消费者，它消费的是 持久卷（PV）这种资源。

1.持久卷和持久卷声明的区别

持久卷 和 持久卷声明 都是 Kubernetes 提供给用户使用的两种资源对象。通过使用 持久卷（PV）和 持久卷声明（PVC），可以封装集群数据持久化时的存储细节。

二者也有明显的区别，主要体现在以下两方面。

• 二者的使用者不同。
  • Kubernetes 集群的管理员应当重点关注 持久卷（PV）如何被创建、应该通过 持久卷（PV）提供什么样的存储功能，却不需要关注它如何被使用。
  • Kubernetes 集群的用户，应重点关注 持久卷声明（PVC）。用户只需要将存储的需求通过 持久卷声明（PVC）挂载到 Pod 中即可，不需要关注需求如何被具体实现。
• 二者所承担的任务不同。
  • 持久卷（PV）可以被看成资源的生产者，而 持久卷声明（PVC）可以被看成资源的消费者。持久卷（PV）负责生成存储的资源，并提供给 持久卷声明（PVC）使用。
  • 持久卷声明（PVC）在消费 持久卷（PV）时，可以向 持久卷（PV）申请存储资源的大小及访问模式等。

2.在 Pod 中使用持久卷声明

在《持久卷 PV》中已经创建了一个 持久卷 pv-demo-1。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: pv-demo-1
spec:capacity:storage: 5GivolumeMode: FilesystemaccessModes:- ReadWriteManypersistentVolumeReclaimPolicy: RecyclestorageClassName: slownfs:server: 172.30.1.2path: /nfs

下面在 Pod 中创建一个 持久卷声明 来使用它。

编辑 pvc-demo-1.yaml 文件，在其中输入以下内容。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: pvc-demo-1
spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 1GistorageClassName: slow

执行 kubectl apply -f 命令创建一个 PVC 资源。

kubectl apply -f pvc-demo-1.yaml

查看创建的 持久卷（PV）和 持久卷声明（PVC），如下图所示。

kubectl get pv,pvc

🚀可以看到，在创建了 持久卷声明 pvc-demo-1 后，持久卷 pv-demo-1 的状态会自动地从 Available 变成 Bound，并且自动匹配了 pvc-demo-1。这种自动匹配是通过存储类 storageClass 来实现的，因为在 pv-demo-1 和 pvc-demo-1 的描述文件中都指定了 storageClassName: slow 字段。

编辑 pvc-pod-demo1.yaml 文件以创建 Pod 来使用持久卷声明对象，在文件中输入以下内容。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pvc-pod-demo1
spec:containers:- name: pvc-pod-containerimage: busyboximagePullPolicy: IfNotPresentargs:- /bin/sh- -c- sleep 30000volumeMounts:- mountPath: "/mydata"name: mydatavolumes:- name: mydatapersistentVolumeClaim:claimName: pvc-demo-1

🚀 在 pvc-pod-demo1.yaml 描述文件中，通过 volumes.persistentVolumeClaim 字段指定了 持久卷声明（PVC）的对象为 pvc-demo-1，并将其挂载到了容器内部的 /mydata 目录下，而 持久卷声明 对象 pvc-demo-1 又自动匹配了 持久卷（PV）对象 pv-demo-1。因此，最终的效果是：把网络数据卷 NFS 挂载到了容器的 /mydata 目录下了。

执行 kubectl apply -f 命令。

kubectl apply -f pvc-pod-demo1.yaml

执行 kubectl exec -it 命令进入容器内。

kubectl exec -it pvc-pod-demo1 -c pvc-pod-container sh

查看容器内的 /mydata 目录。

ls /mydata/
more /mydata/index.html

🚀 /mydata 目录下的内容就是在《K8s 持久化存储方式》中创建在 NFS Server 上的 Nginx 的首页 index.html。

3.storageClass 详解

持久卷（PV）对象可以属于某一个存储类 storageClass。

• 如果属于特定存储类的 持久卷声明（PVC）对象请求存储资源，则它只能请求与其对应存储类所标识的 持久卷（PV）对象。
• 如果 持久卷（PV）对象没有设置存储类，则它只能被没有指定存储类的 持久卷声明（PVC）对象请求。

下面是 Kubernetes 官方提供的一个创建存储类 storageClass 的示例。该存储类使用 NFS（网络文件系统）的制备器来提供存储资源。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:name: example-nfs
provisioner: example.com/external-nfs
parameters:server: "nfs-server.example.com"path: "/share"readOnly: "false"

从示例中可以看出，在存储类 storageClass 的定义中包含 provisioner、parameters 和 reclaimPolicy 字段。这些字段会在存储类 storageClass 需要动态分配 持久卷（PV）时被使用。

在这 3 个字段中，只有 provisioner（制备器）字段是必需的，它决定在创建 PV 资源时使用哪种类型的卷插件作为存储资源。例如，在该示例中使用 example.com/external-nfs 作为 PV 对象的制备器，该制备器通过 NFS 的方式提供存储资源。因此，在存储类 storageClass 的最后通过 parameters 参数指定了 NFS 的地址信息。

每一个被创建的 持久卷（PV）对象会有一个存储资源的回收策略（通过 reclaimPolicy 字段指定）。该字段的值可以是 Delete 或 Retain，默认值是 Delete。

下面是 Kubernetes 官方提供的另一个存储类示例，该存储类使用 Glusterfs 插件来提供相应的存储资源。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:name: slow
provisioner: kubernetes.io/glusterfs
parameters :resturl: "http://127.0.0.1:8081"clusterid: "630372ccdc720a92c681fb928f27b53f"restauthenabled: "true"restuser: "admin"secretNamespace: "default"secretName: "heketi-secret"gidMin: "40000"gidMax: "50000"volumetype: "replicate:3"