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K8s卷机制：数据持久化与共享

news 2025/9/4 2:58:43

在 Kubernetes（K8s）中，卷（Volume） 是用于解决容器内数据持久化、容器间数据共享以及与外部存储交互的核心机制。它本质上是一个可供 Pod 中容器访问的存储目录，生命周期独立于容器（容器重启或销毁后，卷中的数据可保留）。

一、卷的核心作用

数据持久化：容器本身是临时的（销毁后数据丢失），卷可将数据存储在容器外部（如本地磁盘、网络存储），确保数据不随容器消失。
容器间共享：同一 Pod 内的多个容器可通过挂载同一个卷实现数据共享（如前端容器生成的文件供后端容器处理）。
对接外部存储：卷支持多种存储类型（本地磁盘、NFS、云存储等），让 Pod 能便捷使用集群外的存储资源。

二、卷的类型与常见实例

K8s 支持多种卷类型，适用于不同场景，以下是常用类型及实例：

1. 临时卷（Ephemeral Volumes）

特点：生命周期与 Pod 一致（Pod 销毁后卷也删除），但数据不依赖单个容器，适合临时缓存、日志等。

常见类型：

emptyDir：Pod 创建时自动生成的空目录，所有容器可读写，Pod 销毁后数据删除。

实例：同一 Pod 内的两个容器共享数据

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: shared-pod
spec:containers:- name: container-1image: busyboxcommand: ["sh", "-c", "echo 'hello from container1' > /shared/data.txt; sleep 3600"]volumeMounts:  # 挂载卷到容器内目录- name: shared-volumemountPath: /shared- name: container-2image: busyboxcommand: ["sh", "-c", "cat /shared/data.txt; sleep 3600"]volumeMounts:  # 挂载同一个卷- name: shared-volumemountPath: /sharedvolumes:  # 定义卷- name: shared-volumeemptyDir: {}  # 使用 emptyDir 类型

2. 持久卷（Persistent Volumes）

特点：生命周期独立于 Pod（集群级资源），数据长期保留，需配合 PVC（PersistentVolumeClaim） 使用（详见前文 PV/PVC 概念）。

实例：通过 PVC 挂载持久卷

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pvc-pod
spec:containers:- name: appimage: nginxvolumeMounts:- name: pv-storagemountPath: /usr/share/nginx/htmlvolumes:- name: pv-storagepersistentVolumeClaim:claimName: my-pvc  # 关联已创建的 PVC

3. 本地卷（Local Volumes）

特点：使用节点（Node）本地磁盘作为存储，性能高但数据仅存于单个节点（节点故障可能丢失数据），适合对性能要求高的场景（如数据库临时缓存）。

实例：挂载节点的 /data/local 目录

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: local-volume-pod
spec:containers:- name: appimage: busyboxcommand: ["sleep", "3600"]volumeMounts:- name: local-storagemountPath: /mnt/localvolumes:- name: local-storagehostPath:path: /data/local  # 节点上的实际目录type: DirectoryOrCreate  # 若目录不存在则创建

4. 网络卷（Network Volumes）

特点：数据存储在网络中的远程服务器，可跨节点访问，适合多 Pod 共享数据（如 NFS、Ceph、云存储等）。

实例：挂载 NFS 网络存储

yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nfs-pod
spec:containers:- name: appimage: busyboxcommand: ["sleep", "3600"]volumeMounts:- name: nfs-storagemountPath: /mnt/nfsvolumes:- name: nfs-storagenfs:server: 172.25.254.254  # NFS 服务器 IPpath: /nfs/shared  # NFS 共享目录

三、卷的使用流程

定义卷：在 Pod 的 volumes 字段中声明卷的名称和类型（如 emptyDir、hostPath、persistentVolumeClaim 等）。
挂载卷：在容器的 volumeMounts 字段中，将卷挂载到容器内的指定路径（mountPath）。
使用数据：容器通过挂载路径读写卷中的数据，实现数据共享或持久化。