循序渐进PersistentVolumes与PersistentVolumeClaim

静态配置（Static Provisioning）：

由集群管理员预先创建 PersistentVolume（PV），这些 PV 携带实际存储的详细信息，可供集群用户使用。

Persistent volume(PV)

PersistentVolume（PV）是集群中的一种存储资源，可由管理员预先配置，或通过 StorageClass 实现动态配置。
Kubernetes 原生支持多种 PersistentVolume（PV）类型，叫做 volume plugins。它们允许你指定不同的底层存储方式，例如本地目录、NFS、云存储等。
实际开发/部署中最常见的内建类型：

类型	适用场景	说明
local	本地快速测试或特殊需求	需要设置 nodeAffinity
nfs	简单共享存储，手动配置即可	静态配置，适合小规模共享
hostPath	单节点开发环境使用	不推荐用于生产
iscsi	企业 SAN 接入	配置复杂

Local 示例：

cat << EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: mnt-pv
spec:accessModes:- ReadWriteManycapacity:storage: 100MivolumeMode: Filesystemlocal:fsType: ext4path: /mntnodeAffinity:required:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- k8sw01.lab.compersistentVolumeReclaimPolicy: Retain
EOF

检查 persistent Volumes：

NFS 示例：

cat << EOF | kubectl -f -
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: static-nfs-pv
spec:accessModes:- ReadWriteManycapacity:storage: 100MivolumeMode: Filesystemnfs:server: 172.20.32.247path: /data/static-pvpersistentVolumeReclaimPolicy: Retain
EOF

检查pv

kubectl get pv mnt-pv static-nfs-pv
NAME            CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   VOLUMEATTRIBUTESCLASS   REASON   AGE
mnt-pv          100Mi      RWX            Retain           Available                          <unset>                          41m

kubectl get pv 输出中的 STATUS 列显示 PersistentVolume (PV) 当前的状态。上面输出显示 Available ，是 PV 的一种状态，表示它当前没有被绑定（Bound）给任何 PersistentVolumeClaim (PVC)。

PV 的常见状态说明

状态	说明
Available	PV 目前未被任何 PVC 绑定，可以被新的 PVC 申请使用。
Bound	PV 已经绑定到某个 PVC，正在被使用中。
Released	PV 原先被绑定的 PVC 已被删除，但 PV 还未被回收或重新配置，可能还保留旧数据。
Failed	PV 遇到错误或回收失败，可能无法正常使用。

Persistent volume claim(PVC)

为已声明的 PV 申请绑定：

1. local PVC示例:

cat << EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: mnt-pvcnamespace: kubeuser
spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 100MivolumeMode: FilesystemvolumeName: mnt-pv
EOF

2.NFS PVC示例:

cat << EOF | kubectl  apply -f -
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: static-nfs-pvcnamespace: kubeuser
spec:accessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 100MivolumeMode: FilesystemvolumeName: static-nfs-pv
EOF

3. 检查PVC:

kubectl get pvc mnt-pvc static-nfs-pvc -n kubeuser
NAME             STATUS   VOLUME          CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   VOLUMEATTRIBUTESCLASS   AGE
mnt-pvc          Bound    mnt-pv          100Mi      RWX                           <unset>                 6m49s
static-nfs-pvc   Bound    static-nfs-pv   100Mi      RWX                           <unset>                 30s

挂载静态供应卷

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx-deploymentnamespace: kubeuserlabels:app: nginx
spec:replicas: 1  # 启动一个副本selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginx:latest  # 使用官方 Nginx 镜像ports:- containerPort: 80volumeMounts:- mountPath: /mnt/mnt-pvcname: mnt-pvc- mountPath: /mnt/static-nfs-pvcname: static-nfs-pvcvolumes:- name: mnt-pvcpersistentVolumeClaim:claimName: mnt-pvc- name: static-nfs-pvcpersistentVolumeClaim:claimName: static-nfs-pvc
EOF

验证静态供应卷挂载：

在成功部署 Nginx 应用并绑定静态 NFS 卷后，我们可以通过以下步骤来验证卷是否已经正确挂载到容器中。

1. 查看 Deployment 和 Pod 状态

首先确认 nginx-deployment 已经成功运行，并且副本状态正常：

kubectl get deploy nginx-deployment -n kubeuser -o wide

输出结果类似如下，表示 Deployment 的 Pod 已就绪并运行中：

NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE    CONTAINERS   IMAGES         SELECTOR
nginx-deployment   1/1     1            1           4m4s   nginx        nginx:latest   app=nginx

接着查看 Pod 的具体名称和状态：

root@k8sm01:/home/kubeadmin/yaml/deployments# kubectl get pod -n kubeuser

输出显示：

NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-f975675bc-ldgnk   1/1     Running   0          6m48s

2. 进入容器内部验证挂载目录

使用 kubectl exec 命令进入 Pod 的容器内部：

kubectl exec -it nginx-deployment-f975675bc-ldgnk -n kubeuser -- bash

进入容器后，可以查看主机名以确认所处环境：

hostname
nginx-deployment-f975675bc-ldgnk

接着检查挂载目录内容，例如挂载在 /mnt 下的子目录：

ls -lh /mnt/
total 8.0K
drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Apr 23  2024 mnt-pvc
drwxr-xr-x 2 root root 4.0K May 27 15:14 static-nfs-pvc

这说明 PVC 已被正确挂载进 Pod 的指定路径中，Pod 可以直接读写对应的 NFS 共享目录，实现持久化存储。

动态供应(Dynamic Provisioning)

当没有任何静态 PersistentVolume 匹配某个 PersistentVolumeClaim 时，集群可能会尝试为该 PVC 进行动态分配。
此过程基于 StorageClass 进行。要在 Kubernetes 集群中实现 动态存储卷动态供给（Dynamic Provisioning），必须安装一个 StorageClass 和一个 支持动态创建 Volume 的 Provisioner。

StorageClasses:

在 GCP、AWS、Azure 或其他云平台上部署 Kubernetes 集群时，系统会预设创建一个默认的 StorageClass，该 StorageClass 使用标准类型的持久性磁盘。
运行 kubectl get storageclass 返回"No resources found"

kubectl get storageclass
No resources found

默认 Kubernetes 并不会自动安装这些，所以需要自己配置。

使用 Helm 安装 NFS 动态存储卷插件

有关helm的安装与使用，请参考这篇文章循序渐进掌握Helm

1. 添加存储库

helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable
helm repo update

2. 安装命令（请替换你的 NFS IP 和共享路径）：

helm install nfs-client nfs-subdir-external-provisioner/nfs-subdir-external-provisioner \--namespace default \--set nfs.server=172.20.32.247 \--set nfs.path=/data/dynamic-pv \--set storageClass.defaultClass=true \--set storageClass.name=nfs-client

3. 检查stogrageclass

运行 kubectl get storageclass：

 kubectl get storageclass

应该能看到：

NAME                   PROVISIONER                                                RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-client (default)   cluster.local/nfs-client-nfs-subdir-external-provisioner   Delete          Immediate           true                   6m59s

storageclass yaml内容：

kubectl get storageclass  -o yaml
apiVersion: v1
items:
- allowVolumeExpansion: trueapiVersion: storage.k8s.io/v1kind: StorageClassmetadata:annotations:meta.helm.sh/release-name: nfs-clientmeta.helm.sh/release-namespace: defaultstorageclass.kubernetes.io/is-default-class: "true"creationTimestamp: "2025-05-28T14:48:18Z"labels:app: nfs-subdir-external-provisionerapp.kubernetes.io/managed-by: Helmchart: nfs-subdir-external-provisioner-4.0.18heritage: Helmrelease: nfs-clientname: nfs-clientresourceVersion: "1018780"uid: 5912911f-4993-4965-8e75-ba79fe2dca25parameters:archiveOnDelete: "true"provisioner: cluster.local/nfs-client-nfs-subdir-external-provisionerreclaimPolicy: DeletevolumeBindingMode: Immediate

4 . storageclass参收说明：

• Provisioner（供给器）:
  StorageClass 中包含一个 provisioner，用于指定创建 PV 时所使用的存储插件（volume plugin）。

• Reclaim Policy（回收策略）:
  该策略决定当 PVC 被删除后，PV 应该如何处理。可以设置为：
  Delete**：自动删除相关存储资源。
  Retain**：保留数据，需要手动清理。
  默认值为 Delete。

• Volume Binding Mode（卷绑定模式):
  volumeBindingMode 字段用于控制卷绑定（volume binding）和动态供给（dynamic provisioning）发生的时机。
  Immediate（默认）：立即分配卷。

• Access Modes（访问模式）:
  PersistentVolume 支持以下访问模式：
  ReadWriteOnce：卷可被单个节点以读写方式挂载。
  ReadOnlyMany：卷可被多个节点以只读方式挂载。
  ReadWriteMany：卷可被多个节点以读写方式挂载

创建 PVC（动态）

cat << EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:name: dynamic-nfs-pvcnamespace: kubeuser
spec:storageClassName: nfs-clientaccessModes:- ReadWriteManyresources:requests:storage: 100MivolumeMode: Filesystem
EOF

检查PVC：

可以看到刚刚创建的dynamic-nfs-pvc ,已经绑定storageclass:nfs-client,但status仍为pending状态，如果绑定成功，PVC 状态将变为 Bound，并关联到系统自动创建的 PV。

 kubectl get pvc -n kubeuser
NAME              STATUS    VOLUME          CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   VOLUMEATTRIBUTESCLASS   AGE
dynamic-nfs-pvc   Pending                                             nfs-client     <unset>                 3m6s
mnt-pvc           Bound     mnt-pv          100Mi      RWX                           <unset>                 23h
static-nfs-pvc    Bound     static-nfs-pv   100Mi      RWX                           <unset>                 23h

使用kubectl describe查看,将显示此pvc的细节信息

 kubectl describe pvc dynamic-nfs-pvc -n kubeuser

输出显示仍然等待绑定

Events:Type    Reason                Age                  From                         Message----    ------                ----                 ----                         -------Normal  ExternalProvisioning  110s (x42 over 11m)  persistentvolume-controller  Waiting for a volume to be created either by the external provisioner 'cluster.local/nfs-client-nfs-subdir-external-provisioner' or manually by the system administrator. If volume creation is delayed, please verify that the provisioner is running and correctly registered.

动态挂载 PVC 到已部署 Pod

由于在静态供应(Static Provisioning)中已经部署了示例deployment,我们将继续使用这个deployment,并通过 kubectl patch 命令对已有 Deployment 添加动态 PVC：

 kubectl patch deployment nginx-deployment -n kubeuser -p '{"spec":{"template":{"spec":{"volumes":[{"name":"dynamic-nfs-pvc","persistentVolumeClaim":{"claimName":"dynamic-nfs-pvc"}}]}}}}'
deployment.apps/nginx-deployment patched

添加 Volume

 kubectl patch deployment nginx-deployment -n kubeuser -p '{"spec":{"template":{"spec":{"containers":[{"name":"nginx","volumeMounts":[{"mountPath":"/mnt/dynamic-nfs-pvc","name":"dynamic-nfs-pvc"}]}]}}}}'

添加 VolumeMount 到容器

 kubectl get pvc -n kubeuser
NAME              STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   VOLUMEATTRIBUTESCLASS   AGE
dynamic-nfs-pvc   Bound    pvc-5179e3bb-831b-45f7-b0a0-96911e6b2b21   100Mi      RWX            nfs-client     <unset>                 22h
mnt-pvc           Bound    mnt-pv                                     100Mi      RWX                           <unset>                 45h
static-nfs-pvc    Bound    static-nfs-pv                              100Mi      RWX                           <unset>                 45h

验证挂载

 get pvc dynamic-nfs-pvc -n kubeuser
NAME              STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   VOLUMEATTRIBUTESCLASS   AGE
dynamic-nfs-pvc   Bound    pvc-5179e3bb-831b-45f7-b0a0-96911e6b2b21   100Mi      RWX            nfs-client     <unset>                 23h

进入容器内部

 kubectl exec -it nginx-deployment-64699f648c-jlrl2 -n kubeuser -- bash

确认已经进入容器内部

hostname
nginx-deployment-64699f648c-jlrl2

输出目录中应包含：

 ls -lh /mnt
total 12K
drwxrwxrwx 2 root root 4.0K May 28 15:21 dynamic-nfs-pvc
drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Apr 23  2024 mnt-pvc
drwxr-xr-x 2 root root 4.0K May 27 15:14 static-nfs-pvc

说明所有三种 PVC（local、static NFS、dynamic NFS）已成功挂载，Pod 可读写使用。