Kubernetes PersistentVolumeClaim (PVC) 创建过程

在 Kubernetes 中，PersistentVolumeClaim (PVC) 是用于请求持久化存储资源的对象。PVC 请求一定数量的存储资源，并且会与现有的 PersistentVolume (PV) 绑定。在这篇文档中，我们将详细介绍 PVC 的创建过程，并讲解 PV 和 PVC 之间的关系。

1. 什么是 PV 和 PVC

1.1 PersistentVolume (PV)

PersistentVolume (PV) 是集群管理员创建的持久化存储资源，表示集群中的实际存储。它是 Kubernetes 的资源之一，表示一个可用的存储容量，可以是各种存储类型（如 hostPath、NFS、云存储等）。

1.2 PersistentVolumeClaim (PVC)

PersistentVolumeClaim (PVC) 是用户请求存储的声明，类似于一个存储的请求。当用户在 Kubernetes 中运行应用时，通常需要存储数据。PVC 允许用户在 Kubernetes 中请求持久化存储，并且由集群自动将其绑定到合适的 PV。

1.3 PV 和 PVC 之间的关系

• PVC 是对 PV 的请求：PVC 表示你需要一定的存储资源，指定了存储大小、访问模式等。PVC 会自动找到一个合适的 PV 来满足请求。如果 PVC 找不到合适的 PV，它将保持 Pending 状态。
• PV 是实际的存储资源：PV 是管理员创建的存储资源，它不依赖于 PVC。PV 可以通过不同的存储类型提供，且可以被多个 PVC 请求所绑定。
• PVC 绑定到 PV：当 PVC 发出请求时，它会选择一个符合条件的 PV 并与之绑定。PVC 和 PV 会通过 storageClass、accessModes、capacity 等进行匹配。

2. 创建 PVC 的基本步骤

步骤 1: 创建 PersistentVolumeClaim (PVC)

PVC 的基本配置包括请求的存储大小、访问模式以及存储类。以下是一个简单的 PVC 配置示例：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mypvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
  storageClassName: ""
  volumeMode: Filesystem

配置解释：

• accessModes: 存储访问模式，ReadWriteOnce 表示存储可以被单个节点以读写方式挂载。
• resources.requests.storage: PVC 请求的存储大小，在这里是 1Gi。
• storageClassName: 存储类名称，空值表示使用默认存储类。
• volumeMode: 存储模式，Filesystem 表示以文件系统的方式使用存储。

步骤 2: 创建 PersistentVolume (PV)

PVC 需要一个 PV 来进行绑定。以下是一个简单的 PV 配置，使用 hostPath 类型，存储数据在宿主机的某个路径下。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: mypv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  storageClassName: ""
  hostPath:
    path: /mnt/data
    type: DirectoryOrCreate

配置解释：

• capacity.storage: 定义 PV 提供的存储容量，这里为 1Gi。
• accessModes: 存储访问模式，ReadWriteOnce 表示只能被一个节点以读写方式访问。
• hostPath.path: 存储路径，/mnt/data 表示宿主机上的路径，用于存储数据。
• persistentVolumeReclaimPolicy: Retain 表示当 PVC 被删除时，PV 保留其数据。

步骤 3: 应用配置

创建 PVC 和 PV 后，你可以使用 microk8s kubectl 命令将它们应用到 Kubernetes 集群中。

1. 创建 PV：

   microk8s kubectl apply -f mypv.yaml

2. 创建 PVC：

   microk8s kubectl apply -f mypvc.yaml

步骤 4: 验证 PVC 和 PV 是否绑定

在创建 PVC 和 PV 后，你可以检查它们的状态，确保它们已经成功绑定。

• 查看 PVC 状态：

  microk8s kubectl get pvc

• 查看 PV 状态：

  microk8s kubectl get pv

当 PVC 状态为 Bound 时，表示它已成功绑定到 PV。

3. 在 Pod 中使用 PVC

一旦 PVC 和 PV 成功绑定，你可以在 Pod 中使用 PVC。例如，在 Deployment 配置文件中，使用 PVC 作为存储卷：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
        - name: myapp-container
          image: myimage
          volumeMounts:
            - mountPath: /data
              name: host-storage
      volumes:
        - name: host-storage
          persistentVolumeClaim:
            claimName: mypvc

配置解释：

• volumeMounts: 将 PVC 挂载到容器的 /data 路径。
• volumes: 通过 persistentVolumeClaim 引用 PVC。

4. 总结

1. PVC 是用于请求存储的声明，Pod 会根据 PVC 的需求申请存储。
2. PV 是实际的存储资源，PVC 会尝试与现有的 PV 绑定。
3. PVC 和 PV 配置需要匹配，如存储大小、访问模式等。
4. 在 Pod 中使用 PVC 以挂载存储卷，确保数据持久化。

通过这些步骤，你应该能够成功创建 PVC 和 PV，并将它们应用到 Pod 中，以便持久化存储数据。