容器服务 Kubernetes 版 ACK：存储基础知识

PV（PersistentVolume）

PV持久化存储卷，表示具体存储类型的卷，用于定义存储实现的细节，例如，具体存储类型、存储卷参数，目标存储资源所有相关的信息都保存在PV中，Kubernetes引用PV中的存储信息进行挂载。您可以直接创建PV，通过静态卷的方式挂载，也可以创建StorageClass，由CSI的Provisioner组件动态创建PV进行挂载。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  namespace: default
  name: pv-example
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  csi:
    driver: diskplugin.csi.alibabacloud.com
    volumeHandle: <云盘ID>
  volumeMode: Filesystem

PVC（PersistentVolumeClaim）

PVC存储声明，表示Pod所需使用的持久化存储请求。例如，Volume存储大小、可读写权限等。PVC申请会消耗PV存储资源。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-example
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi
  volumeName: pv-example

PV和PVC使用说明

PVC与PV是一一对应关系，不能一个PVC挂载多个PV，也不能一个PV挂载多个PVC。为应用配置存储时，需要声明一个存储需求声明（PVC），而Kubernetes会通过最佳匹配的方式选择一个满足PVC需求的PV，并与之绑定。PVC只有绑定了PV之后才能被Pod使用。满足以下规则的PV才能被PVC绑定：

• VolumeMode：被消费PV的VolumeMode需要和PVC一致。

• AccessMode：被消费PV的AccessMode需要和PVC一致。

• StorageClassName：如果PVC定义了此参数，PV必须有相关的参数定义才能进行绑定。

• LabelSelector：通过标签（Labels）匹配的方式从PV列表中选择合适的PV绑定。

• storage：被消费PV的capacity必须大于或者等于PVC的存储容量需求才能被绑定。

PV和PVC中定义storage的作用：

• PVC、PV绑定时，会根据各自的storage进行筛选。

• 通过PVC、StorageClass动态创建PV时，例如，云盘会参考PVC的storage创建相应大小的PV和后端存储。

• 对于支持Resize操作的存储类型，PVC的storage作为扩容后PV、后端存储的容量值。

真正的存储卷数据流写数据时，不会参考PVC和PV的storage字段，而是依赖底层存储介质的实际容量。

Volume访问模式

您可以通过accessModes来定义Volume存储卷的访问模式。

ReadWriteOnce（RWO）

Volume可以被一个节点以读写方式挂载，例如阿里云云盘。

ReadOnlyMany（ROX）

Volume可以被多个节点以只读方式挂载，例如阿里云OSS。

ReadWriteMany（RWX）

Volume可以被多个节点以读写方式挂载，例如阿里云NAS文件系统。

静态存储卷

静态存储卷是由管理员创建的PV，阿里云云盘、NAS和OSS存储介质都支持通过静态存储卷的方式使用。

1. 静态存储卷由集群管理员分析集群中存储需求，并预先分配一些存储介质（例如云盘、NAS等）。

2. 管理员根据存储实际情况，手工预先创建若干个PV对象，并定义好每个PV可以提供的具体存储能力，等待PVC来消费。

3. 用户根据业务实际情况，创建PVC用于声明Pod运行所需的存储能力。

4. 如果工作负载中定义了PVC需求，Pod在创建过程中，Kubernetes会通过相关规则完成PVC和匹配的PV进行绑定，实现应用对存储服务的访问。

动态存储卷

动态存储卷是指通过存储插件Provisioner自动创建的PV，阿里云云盘、NAS和OSS存储介质都支持通过动态存储卷的方式使用。

1. 动态存储卷由集群管理员配置好后端的存储池，选择不同的Provisioner，以创建不同的存储类型。例如diskplugin.csi.alibabacloud.com表示使用阿里云云盘的Provisioner插件。

2. 管理员无需手工分配PV，根据存储配置相应的StorageClass，等待PVC来消费。

3. 用户根据业务实际情况，创建PVC用于声明Pod运行所需的存储能力，同时，在该PVC中声明需通过哪个StorageClass来处理该PVC的请求。

4. 如果工作负载中定义了PVC需求，Pod在创建过程中，Kubernetes会依据该PVC中关联的StorageClass的存储细节，由存储插件Provisioner动态创建一个PV，实现应用对存储服务的访问。

使用动态存储卷的优势：

• 动态存储卷让Kubernetes实现了PV的自动化生命周期管理，PV的创建、删除都通过Provisioner完成。

• 自动化创建PV对象，减少了配置复杂度和集群管理员的工作量。

• 动态存储卷可以实现PVC对存储的需求容量和Provisioner输出的PV容量一致，实现存储容量规划最优。

StorageClass

StorageClass用于定义存储的类别，提供动态分配存储卷的能力，您可以为其设置不同的参数，使存储资源能够根据需求自动供应和调整。在PVC存储声明中添加StorageClassName字段，当PVC在集群中找不到匹配的PV时，将根据StorageClassName的定义触发相应的Provisioner组件自动创建合适的PV以及底层存储，即创建动态存储卷，减少了创建和维护PV的工作量。下文以阿里云盘为例介绍如何自定义StorageClass存储类。更多关于云盘、NAS和OSS的自定义存储类及参数说明，请参见使用云盘动态存储卷、使用NAS动态存储卷、使用OSS动态存储卷。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: alicloud-disk-topology-alltype
provisioner: diskplugin.csi.alibabacloud.com
parameters:
  type: cloud_auto,cloud_essd,cloud_ssd,cloud_efficiency
  fstype: ext4
  diskTags/a: b
  encrypted: "false"
  performanceLevel: PL1
  provisionedIops: "40000"
  burstingEnabled: "false"
reclaimPolicy: Delete
allowVolumeExpansion: true
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer  

默认StorageClass

Kubernetes提供默认StorageClass机制，在PVC未指定StorageClassName的情况下，您可以通过默认StorageClass创建存储卷。更多信息，请参见Default StorageClass。

由于默认StorageClass会对所有PVC起作用，对于具备不同类型存储卷能力的集群，需谨慎使用。例如，您想生成一个NAS类型PVC、PV，并绑定PVC和PV，但可能因为有默认StorageClass而自动创建了云盘PV。ACK集群没有提供默认StorageClass，如果您期望使用默认StorageClass，可以参考以下配置。

1. 配置默认StorageClass。

   执行以下命令将StorageClass（alicloud-disk-topology-alltype）配置为一个默认StorageClass。

   说明

   此处以alicloud-disk-topology-alltype为例进行说明，

   kubectl annotate storageclass alicloud-disk-topology-alltype storageclass.kubernetes.io/is-default-class=true

   此时，查询集群中的StorageClass可以看到alicloud-disk-topology-alltype名字后面加了(default)字样。

   kubectl get sc

   返回结果如下：

   NAME                                        PROVISIONER                       AGE
   alicloud-disk-topology-alltype (default)    diskplugin.csi.alibabacloud.com   96m

2. 使用默认StorageClass。

   1. 使用以下模板创建一个没有配置StorageClass的PVC。

      apiVersion: v1
      kind: PersistentVolumeClaim
      metadata:
        name: disk-pvc
      spec:
        accessModes:
        - ReadWriteOnce
        resources:
          requests:
            storage: 20Gi

      集群会自动创建一个云盘存储卷（PV），且配置了默认StorageClass（alicloud-disk-topology-alltype）。

      kubectl get pvc

      返回结果如下：

      NAME       STATUS   VOLUME                   CAPACITY   ACCESS MODES    STORAGECLASS                      AGE
      disk-pvc   Bound    d-bp18pbai447qverm****   20Gi       RWO             alicloud-disk-topology-alltype    49s

您可以通过以下命令取消默认存储类型的配置。

kubectl annotate storageclass alicloud-disk-topology-alltype storageclass.kubernetes.io/is-default-class-