持久卷与持久卷声明

Pod 会创建也会终止，但应用程序的数据通常需要继续保留。数据库或用户上传的文件就是例子。

• 当 Pod 重启或被重新调度时，直接存储在其容器文件系统中的任何数据都会丢失。
• 对于无状态应用程序来说，这种临时性没有问题，但关键数据需要持久化解决方案。
• Kubernetes 提供了强大的系统来管理持久存储，使数据能够跨越 Pod 的生命周期持续存在。

PersistentVolume (PV) 是 Kubernetes 集群中的一块存储。

• 它是集群范围的资源，也就是说它不属于任何特定的命名空间。
• PVs 可以由管理员预先配置，也可以由 StorageClass 动态配置。
• 它们屏蔽了底层存储技术的具体细节（例如 Google Persistent Disk、AWS EBS、NFS 共享存储）。

PVs 的定义包括容量、访问模式和存储类型等详细信息。以下 YAML 使用 hostPath 描述了一个包含 5 GB 存储的 PV（用于本地测试）。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-local-pv
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  hostPath:
    path: "/mnt/data"

注意：hostPath 通常用于单节点开发环境，不建议在生产环境中使用。

PersistentVolumeClaim (PVC) 是用户或应用程序在特定命名空间中提出的存储请求。

• Pod 不会直接使用 PV，而是通过 PVC 请求存储。
• PVC 受命名空间限制，因此存在于特定项目或团队的范围内。
• 它们会指定所需的容量、访问模式，以及可选的存储类。

Kubernetes 会通过称为绑定的过程，自动将 PVC 与可用的 PV 匹配起来。

• 创建 PVC 时，Kubernetes 会查找满足 PVC 要求（容量、访问模式、存储类）的 PV。
• 找到合适的 PV 后，二者会以一对一的关系进行“绑定”。
• 这种绑定可以确保 PVC 获得其请求的特定存储。

访问模式定义了存储可以如何挂载和供 Pod 使用。这些模式由 PVC 请求，并由 PV 提供支持：

• ReadWriteOnce (RWO)：卷可以由单个节点以读写方式挂载。
• ReadOnlyMany (ROX)：卷可以由多个节点以只读方式挂载。
• ReadWriteMany (RWX)：卷可以由多个节点以读写方式挂载。

具体支持哪些模式取决于所使用的存储提供商。

Storage Classes 为管理员提供了一种描述不同存储“类别”的方式（例如“fast-ssd”和“slow-hdd”）。

• 无需手动创建 PV，PVC 请求存储类时，StorageClass 可以动态配置 PV。
• 这会根据预定义的模板自动创建 PV。
• 它将存储配置与存储使用分离开来，让用户使用起来更加方便。

让我们创建一个 PVC，请求 1 GB 存储并使用 ReadWriteOnce 访问模式。此 PVC 会查找现有 PV，或者通过 StorageClass 触发动态配置。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-app-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
  storageClassName: standard # Optional: if you have a 'standard' StorageClass

将其保存为 pvc.yaml，然后使用 kubectl apply -f pvc.yaml 应用。

PVC 绑定后，Pod 可以在卷配置中引用 PVC 的名称来使用它。Pod 无需了解底层 PV，只需要知道 PVC。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-data-pod
spec:
  containers:
    - name: data-container
      image: busybox
      command: ["/bin/sh", "-c", "echo 'Hello from CoddyKit!' > /mnt/data/hello.txt && sleep 3600"]
      volumeMounts:
        - name: persistent-storage
          mountPath: /mnt/data
  volumes:
    - name: persistent-storage
      persistentVolumeClaim:
        claimName: my-app-pvc

此 Pod 会将文件写入挂载的持久卷。

您可以使用 kubectl 监控持久存储资源的状态：

• 查看所有 PV：kubectl get pv
• 查看命名空间中的所有 PVC：kubectl get pvc
• 获取包括状态和事件在内的详细信息：
• kubectl describe pv <pv-name>
• kubectl describe pvc <pvc-name>

请确保您的 PVs 处于 Bound 状态，并且 PVCs 已绑定到正确的 PV。

我们已经学习了 Kubernetes 如何为应用程序管理持久存储：

• PersistentVolumes (PVs) 是集群资源，代表实际的存储。
• PersistentVolumeClaims (PVCs) 是用户提出的存储请求。
• Kubernetes 会根据要求将 PVC 绑定到合适的 PV。
• 访问模式定义了存储的使用方式（RWO、ROX、RWX）。
• Storage Classes 支持动态配置 PV，从而自动完成设置。

即使 Pod 不断创建和终止，该系统也能确保应用程序数据持续存在，为有状态应用程序提供可靠性。