K8S中PV和PVC之间的关系

Persistent Volume (PV) 和 Persistent Volume Claim (PVC) 是 Kubernetes 中管理存储的核心抽象概念，二者的关系可以类比为 存储资源提供方 和 存储资源消费方。以下是详细解释：

核心关系

对象	角色	生命周期	使用者
Persistent Volume (PV)	存储资源的实体（如 NFS、云磁盘、本地磁盘等）	独立于 Pod 和 PVC，需手动或动态创建	由集群管理员配置
Persistent Volume Claim (PVC)	用户对存储资源的请求（声明需要的存储特性）	与 Pod 绑定，由用户创建和销毁	开发者或应用运维人员

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交互流程

1. 管理员创建 PV

   • 定义存储资源的容量、访问模式（如 ReadWriteOnce）、存储类型等。

   • 示例 PV 配置（静态供应）：

     apiVersion: v1
     kind: PersistentVolume
     metadata:
       name: my-pv
     spec:
       capacity:
         storage: 10Gi
       accessModes:
         - ReadWriteOnce
       persistentVolumeReclaimPolicy: Retain  # 回收策略（Retain/Delete/Recycle）
       storageClassName: manual              # 关联的 StorageClass
       hostPath:
         path: /data                         # 使用本地存储（仅示例）

2. 用户创建 PVC

   • 声明需要的存储容量、访问模式、存储类（StorageClass）。

   • 示例 PVC 配置：

     apiVersion: v1
     kind: PersistentVolumeClaim
     metadata:
       name: my-pvc
     spec:
       storageClassName: manual
       accessModes:
         - ReadWriteOnce
       resources:
         requests:
           storage: 5Gi

3. Kubernetes 绑定 PV 和 PVC

   • 系统根据 PVC 的请求（容量、访问模式、StorageClass）匹配可用 PV。

   • 若匹配成功，PVC 进入 Bound 状态，与 PV 建立一对一绑定。

   • 若没有可用 PV，且启用了动态供应（通过 StorageClass），则会自动创建新 PV。

4. Pod 挂载 PVC

   • 在 Pod 中通过 volumes 字段引用 PVC：

     apiVersion: v1
     kind: Pod
     metadata:
       name: my-pod
     spec:
       containers:
         - name: app
           image: nginx
           volumeMounts:
             - name: data
               mountPath: /var/www/html
       volumes:
         - name: data
           persistentVolumeClaim:
             claimName: my-pvc  # 使用已绑定的 PVC

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关键特性对比

特性	PV	PVC
定义者	集群管理员	应用开发者
创建方式	手动创建或动态供应（通过 StorageClass）	用户手动创建
绑定关系	一个 PV 只能绑定到一个 PVC	一个 PVC 只能绑定到一个 PV
回收策略	支持 Retain、Delete、Recycle	无，随 PV 的回收策略处理
动态供应	依赖 StorageClass 和 Provisioner	通过指定 StorageClass 触发动态创建 PV

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生命周期与回收策略

1. PV 的回收策略（persistentVolumeReclaimPolicy）

   • Retain（默认）：删除 PVC 后，PV 保留数据，需手动清理。

   • Delete：删除 PVC 后，自动删除 PV 及底层存储（如云磁盘）。

   • Recycle（已废弃）：删除数据并标记 PV 为可用（仅适用于部分存储类型）。

2. PVC 删除后的行为

   • 若 PV 的回收策略为 Retain，则 PV 进入 Released 状态，需管理员手动清理后重新绑定。

   • 若为 Delete，则 PV 和底层存储资源会被自动删除。

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动态供应（Dynamic Provisioning）

当使用 StorageClass 时，PVC 可以直接触发 PV 的自动创建，无需管理员预先配置 PV。

• 示例 StorageClass（AWS EBS）：

  apiVersion: storage.k8s.io/v1
  kind: StorageClass
  metadata:
    name: aws-gp2
  provisioner: kubernetes.io/aws-ebs  # 指定存储驱动
  parameters:
    type: gp2
  reclaimPolicy: Delete              # 动态创建的 PV 默认回收策略

• 用户创建 PVC 时指定 StorageClass：

  spec:
    storageClassName: aws-gp2  # 动态创建符合要求的 PV
    accessModes: [ReadWriteOnce]
    resources:
      requests:
        storage: 20Gi

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总结

• PV 是实际的存储资源，PVC 是用户对存储需求的抽象。

• PVC 通过匹配 PV 的规格（容量、访问模式、StorageClass）来绑定存储资源。

• 动态供应 通过 StorageClass 实现按需自动创建 PV，大幅简化存储管理。

• 二者的分离使得存储资源的提供方（管理员）和使用方（开发者）职责清晰，提升灵活性和可维护性。