Kubernetes-PersistentVolumeClaim（PVC）介紹

1 PVC介紹

  PVC是用戶層面，作為對存儲資源的需求申請，主要包括了存儲空間大小、訪問模式、PV的選擇條件、存儲類別等信息的設置。

2 PVC的參數詳解

2.1 PVC的yaml模板

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata: 
  name: test-pvc1
spec: 
  accessModes: 
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
  storageClassName: nfs-stoarge
  selector:
  	matchLabels:
  	  pv: test-pv1

2.2 PVC參數說明

1. spec.accessModes：訪問模式；描述用戶應用對存儲資源的訪問權限。

• RWO：ReadWriteOnce，僅允許單個節點掛載進行讀寫；
• ROX：ReadOnlyMany，允許多個節點掛載且只讀；
• RWX：ReadWriteMany，允許多個節點掛載進行讀寫；

2. spec.resources.requests.storage：資源請求的存儲大小；
3. spec.storageClassName：存儲卷模式，指定一個StorageClass資源對象的名稱，具有特定類別的PV只能與請求了該類別的PVC進行綁定；（動態存儲）；當然，也可以設置為spec.storageClassName=“”，未設置特定類型的PV只能與不請求任何類型的PVC進行綁定（靜態存儲）。
4. spec.selector.matchLabels： PV的選擇條件，可以通過標簽匹配進行PV綁定；也可以通過spec.selector.matchExpressions進行條件標簽描述；

3 PVC的生命周期

$ kubectl get pvc

PVC一共也有4個生命周期階段：Available/Bound/Released/Failed

• Available： 可用狀態，無PV綁定；
• Bound：綁定狀態，已經和某個PV綁定；
• Released：釋放狀態，被綁定的PV已刪除，資源釋放，但沒有被集群回收；
• Failed：失敗狀態，自動資源回收失敗；

4 PVC的常用命令

1. 創建（yaml的方式）
   $ kubectl create -f pvc.yaml
2. 刪除
   $ kubectl delete pvc pvc_name
3. 查看所有PVC
   $ kubectl get pvc
4. 查看某個PVC
   $ kubectl get pvc pvc_name
5. 查看詳情
   $ kubectl describe pvc pvc_name
   注意： 若在某個命名空間下，以上命令可以加上-n ns_name

5 PVC和PV的綁定

5.1 PV和PVC的生命周期

by 《k8s 權威指南》

其實，使用共享存儲就幾步：
Pod（Deployment等配置好PVC）—>PVC—>PV—>存儲資源。

1. 資源供應
   PVC使用存儲資源可以通過靜態綁定或者動態綁定，靜態模式就是集權管理員預先創建對應的PV對存儲特性進行設置；動態模式就是集權管理員預先創建好StorageClass資源對后端存儲進行描述，PVC創建時對存儲類型進行聲明，PVC創建后，k8s會自動創建合適的PV與PVC進行綁定。

2. 資源綁定
   創建好PVC后，PVC會在已存在的PV中選擇合適的PV進行綁定（可以通過標簽進行特定綁定，也可以不通過標簽，系統會自動選擇合適（容量大小等參數）的PV進行綁定。），綁定成功，狀態變成Bound，且該PV被對應的PVC獨占綁定，不可以再被其他PVC綁定，除非該PVC釋放。若在k8s系統中沒有找到合適的PV，則PVC一直處於Pending狀態。

3. 資源使用
   在Deployment等資源中，通過spec.template.spec.volumes:進行PVC掛載路徑設置。

spec:
  tempeate:
    spec:
      containers:
        - name: container1
          image: image1
          volumeMounts:
            - name: volume1
              mountPath: /data/dir1
      volumes:
      - name: volume1
        persistentVolumeClaim:
          claimName: pvc1

4. 資源釋放
   刪除PVC，與該PVC綁定的PV狀態就會變成“Released”，該PVC在存儲設備上的數據刪除后，對應的PV才能與其他的PVC進行綁定。

5. 資源回收
   PV中可以通過spec.persistentVolumeReclaimPolicy設置回收策略，這個主要用於綁定的PVC刪除后，資源釋放后如何處理該PVC在存儲設備上寫入的數據。

• Retain：保留，刪除PVC后，PV保留數據；
• Recycle：回收空間，刪除PVC后，簡單的清除文件；（NFS和HostPath存儲支持）
• Delete：刪除，刪除PVC后，與PV相連接的后端存儲會刪除數據；（AWS EBS、Azure Disk、Cinder volumes、GCE PD支持）

5.2 手動創建pv進行綁定

  我們可以通過標簽的方式，將pvc綁定到特定的pv上。需要做兩步，一個是pv的yaml標簽，另一步是pvc的標簽匹配。

by 《k8s權威指南》

舉例：

1. pv的yaml需要有metadata.labels進行標簽標記；
   如：

[root@k8s /pv_test]#  vim test_pv1.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: test-pv1
  labels:
    pv: test-pv1
spec:
  capacity:
    storage: 2Mi
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  nfs:
    path: /date-nfs/k8s
    server: 10.139.12.14

2. pvc的yaml里需要有spec.selector.matchLabels進行標簽匹配。

[root@k8s /pvc_test]#  vim test_pvc1.yaml 
#persistent Volume Claim
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: test-pvc1
  namespace: t1
spec:
  #storageClassName: managed-nfs-storage
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Mi
  selector:
    matchLabels:
      pv: test-pv1

• 創建pv和pvc
  $ kubectl create -f test_pv.yaml
$ kubectl create -f test_pvc.yaml

• 查看pv
  $ kubectl get pv test-pv1
  

• 查看pvc
  $ kubectl get pvc test-pvc1
  
  我們可以看出test-pvc1持久卷聲明綁定到了test-pv1這個持久卷上了。

5.3 動態卷配置StorageClass

除了pvc綁定手動創建pv的方式，我們還可以通過動態卷配置StorageClass跳過手動pv的方式。

by 《k8s權威指南》

1. 我們先要創建一個StorageClass資源。

[root@k8s /sc_test]#  vim test_storageclass1.yaml 
apiVersion: storage.k8s.io/v1beta1
kind: StorageClass
metadata:
  name: course-nfs-storage
provisioner: fuseim.pri/ifs

2. 然后在pvc的yaml中增加spec.storageClassName進行配置。

[root@k8s /pvc_test]#  vim test_pvc_sc.yaml 
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: test-pvc
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  storageClassName: course-nfs-storage
  resources:
    requests:
      storage: 1Mi

• 創建StorageClass和PVC資源
  $ kubectl create -f test_storageclass1.yaml
$ kubectl create -f test_pv_sc.yaml

• 查看SC
  $ kubectl get sc course-nfs-storage
  

• 查看SC詳情
  $ kubectl describe sc course-nfs-storage
  

• 查看PVC
  $ kubectl get pvc test-pvc
  

• 查看PV
  $ kubectl get pv
  
  可以看到一個自動創建的pv，它的策略是Delete，即pvc刪除后會自動刪除。