Kubernetes-PersistentVolumeClaim（PVC）介绍

1 PVC介绍

  PVC是用户层面，作为对存储资源的需求申请，主要包括了存储空间大小、访问模式、PV的选择条件、存储类别等信息的设置。

2 PVC的参数详解

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参数说明

1. spec.accessModes：访问模式；描述用户应用对存储资源的访问权限。

• RWO：ReadWriteOnce，仅允许单个节点挂载进行读写；
• ROX：ReadOnlyMany，允许多个节点挂载且只读；
• RWX：ReadWriteMany，允许多个节点挂载进行读写；

2. spec.resources.requests.storage：资源请求的存储大小；
3. spec.storageClassName：存储卷模式，指定一个StorageClass资源对象的名称，具有特定类别的PV只能与请求了该类别的PVC进行绑定；（动态存储）；当然，也可以设置为spec.storageClassName=“”，未设置特定类型的PV只能与不请求任何类型的PVC进行绑定（静态存储）。
4. spec.selector.matchLabels： PV的选择条件，可以通过标签匹配进行PV绑定；也可以通过spec.selector.matchExpressions进行条件标签描述；

3 PVC的生命周期

$ kubectl get pvc

PVC一共也有4个生命周期阶段：Available/Bound/Released/Failed

• Available： 可用状态，无PV绑定；
• Bound：绑定状态，已经和某个PV绑定；
• Released：释放状态，被绑定的PV已删除，资源释放，但没有被集群回收；
• Failed：失败状态，自动资源回收失败；

4 PVC的常用命令

1. 创建（yaml的方式）
   $ kubectl create -f pvc.yaml
2. 删除
   $ kubectl delete pvc pvc_name
3. 查看所有PVC
   $ kubectl get pvc
4. 查看某个PVC
   $ kubectl get pvc pvc_name
5. 查看详情
   $ kubectl describe pvc pvc_name
   注意： 若在某个命名空间下，以上命令可以加上-n ns_name

5 PVC和PV的绑定

5.1 PV和PVC的生命周期

by 《k8s 权威指南》

其实，使用共享存储就几步：
Pod（Deployment等配置好PVC）—>PVC—>PV—>存储资源。

1. 资源供应
   PVC使用存储资源可以通过静态绑定或者动态绑定，静态模式就是集权管理员预先创建对应的PV对存储特性进行设置；动态模式就是集权管理员预先创建好StorageClass资源对后端存储进行描述，PVC创建时对存储类型进行声明，PVC创建后，k8s会自动创建合适的PV与PVC进行绑定。

2. 资源绑定
   创建好PVC后，PVC会在已存在的PV中选择合适的PV进行绑定（可以通过标签进行特定绑定，也可以不通过标签，系统会自动选择合适（容量大小等参数）的PV进行绑定。），绑定成功，状态变成Bound，且该PV被对应的PVC独占绑定，不可以再被其他PVC绑定，除非该PVC释放。若在k8s系统中没有找到合适的PV，则PVC一直处于Pending状态。

3. 资源使用
   在Deployment等资源中，通过spec.template.spec.volumes:进行PVC挂载路径设置。

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

4. 资源释放
   删除PVC，与该PVC绑定的PV状态就会变成“Released”，该PVC在存储设备上的数据删除后，对应的PV才能与其他的PVC进行绑定。

5. 资源回收
   PV中可以通过spec.persistentVolumeReclaimPolicy设置回收策略，这个主要用于绑定的PVC删除后，资源释放后如何处理该PVC在存储设备上写入的数据。

• Retain：保留，删除PVC后，PV保留数据；
• Recycle：回收空间，删除PVC后，简单的清除文件；（NFS和HostPath存储支持）
• Delete：删除，删除PVC后，与PV相连接的后端存储会删除数据；（AWS EBS、Azure Disk、Cinder volumes、GCE PD支持）

5.2 手动创建pv进行绑定

  我们可以通过标签的方式，将pvc绑定到特定的pv上。需要做两步，一个是pv的yaml标签，另一步是pvc的标签匹配。

by 《k8s权威指南》

举例：

1. pv的yaml需要有metadata.labels进行标签标记；
   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进行标签匹配。

[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

• 创建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
  
  我们可以看出test-pvc1持久卷声明绑定到了test-pv1这个持久卷上了。

5.3 动态卷配置StorageClass

除了pvc绑定手动创建pv的方式，我们还可以通过动态卷配置StorageClass跳过手动pv的方式。

by 《k8s权威指南》

1. 我们先要创建一个StorageClass资源。

[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进行配置。

[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

• 创建StorageClass和PVC资源
  $ 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详情
  $ kubectl describe sc course-nfs-storage
  

• 查看PVC
  $ kubectl get pvc test-pvc
  

• 查看PV
  $ kubectl get pv
  
  可以看到一个自动创建的pv，它的策略是Delete，即pvc删除后会自动删除。