CentOS K8s持久化卷使用指南

CentOS 上搭建与验证 Kubernetes 持久化卷

一 核心概念与访问模式

• PV（PersistentVolume） 是集群级别的存储资源，由管理员预先制备或基于 StorageClass 动态制备；PVC（PersistentVolumeClaim） 是用户对存储的请求，二者按容量与访问模式匹配后进入 Bound 状态，供 Pod 使用。PV 不属于任何命名空间，PVC 属于命名空间。支持的典型访问模式包括：ReadWriteOnce（RWO）、ReadOnlyMany（ROX）、ReadWriteMany（RWX），以及 ReadWriteOncePod（RWOP，Kubernetes 1.22+，仅 CSI）。PV 常见状态：Available、Bound、Released、Failed。回收策略包括：Retain（保留数据与 PV，需人工清理）、Delete（删除 PV 及后端存储，动态制备时常用）、Recycle（清空数据，已弃用）。动态制备依赖 StorageClass 与 API Server 的准入控制（如启用 DefaultStorageClass 准入插件）。

二 在 CentOS 上快速落地 NFS 静态供给

• 准备 NFS 服务器（示例网段 192.168.10.0/24）
  • 安装组件并共享目录：
    • 安装：yum -y install nfs-utils rpcbind
    • 共享：mkdir -p /data/k8s_data
    • 配置：cat >> /etc/exports <<'EOF' /data/k8s_data 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash) EOF
    • 启动：systemctl enable --now rpcbind nfs-server
    • 权限：chown -R nfsnobody:nfsnobody /data/k8s_data
    • 验证：showmount -e <NFS_IP>
• 所有节点安装 NFS 客户端工具（用于挂载）
  • yum install -y nfs-utils（无需启动 nfs-server）
• 创建静态 PV（示例 500Mi，RWX）
  • 文件：pv-nfs.yaml

    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolume
    metadata:
      name: pv-nfs
    spec:
      capacity:
        storage: 500Mi
      accessModes:
        - ReadWriteMany
      persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
      nfs:
        server: <NFS_IP>
        path: /data/k8s_data
    

  • 应用：kubectl apply -f pv-nfs.yaml
• 创建 PVC 绑定 PV
  • 文件：pvc-nfs.yaml

    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolumeClaim
    metadata:
      name: pvc-nfs
      namespace: default
    spec:
      resources:
        requests:
          storage: 500Mi
      accessModes:
        - ReadWriteMany
      storageClassName: ""
    

  • 应用：kubectl apply -f pvc-nfs.yaml
• 在 Pod 中使用 PVC（示例 Nginx 日志目录）
  • 文件：deploy-nginx-pvc.yaml

    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: deployment-nginx-nfs
      namespace: default
    spec:
      replicas: 1
      selector:
        matchLabels:
          app: nginx-nfs
      template:
        metadata:
          labels:
            app: nginx-nfs
        spec:
          containers:
          - image: nginx:1.7.9
            name: nginx-container
            ports:
            - name: http
              containerPort: 80
            volumeMounts:
            - name: pvc-volume
              mountPath: /var/log/nginx
          volumes:
          - name: pvc-volume
            persistentVolumeClaim:
              claimName: pvc-nfs
    

  • 应用：kubectl apply -f deploy-nginx-pvc.yaml
• 验证
  • kubectl get pv,pvc 应见 STATUS=Bound
  • kubectl logs deployment/nginx-nfs 正常输出，或进入容器检查挂载点
• 清理（注意 Retain 策略）
  • kubectl delete deploy deployment-nginx-nfs
  • kubectl delete pvc pvc-nfs（PV 变为 Released，数据仍在 NFS 服务器）
  • 如需复用：手动清理 NFS 目录数据后，再创建同名/同规格 PV；或调整回收策略为 Delete（动态制备时更常见）。

三 动态供给与 StorageClass 要点

• 作用与机制
  • StorageClass 定义“如何动态创建 PV”，包含 provisioner、parameters、reclaimPolicy 等；当 PVC 请求某 StorageClass 且无匹配静态 PV 时，控制平面会调用 provisioner 动态创建 PV 并绑定 PVC。
• 启用与默认类
  • 需在 API Server 启用准入控制插件 DefaultStorageClass，使集群具备“默认存储类”能力；PVC 若显式设置 storageClassName: "" 则禁用动态供给。
• 示例 StorageClass（以 NFS 动态供给为例，需部署 NFS 外部制备器）
  • 思路：部署 NFS Client Provisioner（RBAC、Deployment、StorageClass），创建 StorageClass 指向该 provisioner；随后创建 PVC 请求该 StorageClass 即可自动获得 PV。
• 回收策略联动
  • 动态制备的 PV 常见 reclaimPolicy=Delete（删除 PVC 时连同后端存储一起删除）；静态 PV 可按需设为 Retain 以避免误删数据。

四 常用场景与注意事项

• 访问模式选择
  • 单节点读写：选 RWO（如多数块存储、单实例数据库）。
  • 多节点只读共享：选 ROX（如静态内容分发）。
  • 多节点读写共享：选 RWX（如 NFS、CephFS 等支持多挂的文件系统；注意应用对并发写入的兼容性）。
• 本地开发/测试可用 HostPath，但不具备节点迁移能力，生产慎用；emptyDir 为临时目录，随 Pod 删除而清空，非持久化。
• 生产建议
  • 优先选择具备高可用与快照/克隆能力的分布式或云 NAS（如 CephFS、公有云 NAS）；NFS 简单但存在单点故障风险，生产环境需加固高可用与备份策略。
• 安全与权限
  • NFS 建议避免使用 no_root_squash；按需使用 root_squash 或更严格的权限映射，结合目录所属用户/组与权限位控制访问。