目錄

一、 Volume 的概念

二、 Volume 的類型

三、 通過 emptyDir 共享數據

1. EmptyDir 特性

2. EmptyDir 共享數據

四：使用 HostPath 掛載宿主機文件

1.??HostPath 特性

2.?掛載宿主機時區文件

五、?掛載 NFS 至容器

1.?前置準備（所有 K8s 節點 + NFS 服務器）

六、PersistentVolume（PV，持久卷）

1. 引入背景

2. 核心特性

3. 回收策略

4. 訪問策略

5. 靜態配置實踐

七、PersistentVolumeClaim（PVC，持久卷聲明）

1.??核心作用

2.?PVC 配置與綁定

3.?PVC 掛載到 Pod

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一、 Volume 的概念

對于大多數項目而言，數據文件存儲是常見需求（如用戶頭像、文件、數據庫數據）。在 Kubernetes 中，應用部署的高擴展性和編排性，決定了容器內存儲數據不可取（無法保障安全）。

應將有狀態應用剝離為無狀態：數據從應用中分離，存儲到云端（如分布式存儲、公有云 NAS 服務）。常見方案：

• NFS（生產不建議，單點故障）；
• Ceph、GlusterFS、Minio 等分布式存儲。

傳統架構中，存儲需提前在宿主機掛載，新增節點易忘掛載引發問題。Kubernetes 抽象出?Volume 概念，解決數據存儲難題。

二、 Volume 的類型

Kubernetes 支持多種 Volume 類型：

• 通用類型：RBD、HostPath?等；
• 獨有類型：
  • ConfigMap：存儲配置文件；
  • Secret：存儲敏感數據；
  • EmptyDir：同 Pod 內多容器共享數據；
  • PersistentVolumeClaim：申請 PersistentVolume。

三、 通過 emptyDir 共享數據

1. EmptyDir 特性

• 特殊 Volume：Pod 刪除時，EmptyDir 數據也刪除；
• 場景：同 Pod 內容器共享數據（如 Filebeat 收集容器日志）。

2. EmptyDir 共享數據

（1）?編寫 Deployment 文件

[root@k8s-master ~]# cat <<EOF>nginx-empty.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: nginxname: nginxnamespace: default
spec:replicas: 1selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- image: nginx:1.7.9imagePullPolicy: IfNotPresentname: nginx01volumeMounts:  # 容器1掛載：/opt → share-volume- mountPath: /optname: share-volume- image: nginx:1.7.9imagePullPolicy: IfNotPresentname: nginx02command: ["sh", "-c", "sleep 3600"]  # 保持容器運行volumeMounts:  # 容器2掛載：/mnt → share-volume- mountPath: /mntname: share-volumevolumes:  # 定義共享卷：share-volume 類型為 emptyDir- name: share-volumeemptyDir: {}  # 可添加 medium: Memory 使用 tmpfs（內存存儲，節點重啟數據清除）
EOF

（2）?部署與驗證

• 部署：kubectl create -f nginx-empty.yaml
• 查看 Pod：kubectl get pod（示例：nginx-6fffbd7c7b-jrw7f 2/2 Running）

容器 1 寫入數據：

kubectl exec -ti <pod-name> -c nginx01 -- sh  
# 在 /opt 創建文件（如 touch /opt/test.txt）

容器 2 驗證共享：

kubectl exec -ti <pod-name> -c nginx02 -- sh  
# 查看 /mnt 下是否有 test.txt

• 刪除 Pod：kubectl delete -f nginx-empty.yaml

四：使用 HostPath 掛載宿主機文件

1.??HostPath 特性

將宿主機文件 / 目錄掛載到 Pod，實現 Pod 與宿主機數據共享（如掛載時區文件解決容器時間偏差）。

2.?掛載宿主機時區文件

（1）?編寫 Deployment 文件

[root@k8s-master ~]# cat <<EOF>nginx-hostPath.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: nginxname: nginxnamespace: default
spec:replicas: 1selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- image: nginx:1.7.9imagePullPolicy: IfNotPresentname: nginxvolumeMounts:  # 容器內掛載：/etc/localtime → timezone-time- mountPath: /etc/localtimename: timezone-timevolumes:  # 定義 HostPath 卷：掛載宿主機 /etc/localtime- name: timezone-timehostPath:path: /etc/localtime  # 宿主機路徑type: file  # 類型：文件必須存在
EOF

（2）?部署與驗證

• 部署：kubectl create -f nginx-hostPath.yaml

驗證時間：

kubectl exec -ti <pod-name> -c nginx -- sh  
date  # 檢查時區是否為 Asia/Shanghai

HostPath 類型說明：

類型	說明
DirectoryOrCreate	路徑不存在則創建空目錄（權限 0755）
Directory	路徑必須是已存在的目錄
FileOrCreate	路徑不存在則創建空文件（權限 0644）
File	路徑必須是已存在的文件
Socket/CharDevice/BlockDevice	對應類型的設備必須存在

五、?掛載 NFS 至容器

1.?前置準備（所有 K8s 節點 + NFS 服務器）

• 安裝 NFS 工具：yum -y install nfs-utils（所有節點）；

NFS 服務器配置：

# 創建共享目錄
mkdir /opt/wwwroot && echo "NFS Test" > /opt/wwwroot/index.html  
# 配置共享規則（/etc/exports）
echo "/opt/wwwroot 192.168.10.0/24(rw,sync,no_root_squash)" >> /etc/exports  
# 啟動服務
systemctl start nfs && systemctl start rpcbind  

2.??編寫 Deployment 文件（掛載 NFS）

[root@k8s-master ~]# cat <<EOF>nginx-nfsVolume.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: nginxname: nginxnamespace: default
spec:replicas: 1selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- image: nginx:1.7.9imagePullPolicy: IfNotPresentname: nginxvolumeMounts:  # 容器內掛載：/usr/share/nginx/html → nfs-volume- mountPath: /usr/share/nginx/htmlname: nfs-volumevolumes:  # 定義 NFS 卷- name: nfs-volumenfs:server: 192.168.10.101  # NFS 服務器IPpath: /opt/wwwroot      # NFS 共享目錄
EOF

3. 部署與驗證

• 部署：kubectl create -f nginx-nfsVolume.yaml
• 查看 Pod：kubectl get pod（示例：nginx-fbd476c4c-zscq9 1/1 Running）

驗證掛載：

kubectl exec -ti <pod-name> -c nginx -- bash  
cat /usr/share/nginx/html/index.html  # 應輸出 "NFS Test"

六、PersistentVolume（PV，持久卷）

1. 引入背景

• Volume 無法解決?數據回收、訪問模式、單 Pod 掛載?等復雜需求，且非 K8s 管理員難以配置。
• 引入?PV（管理員預配存儲）?和?PVC（用戶申請 PV），解耦存儲管理與使用。

2. 核心特性

• 生命周期獨立：不受 Pod 影響，管理員可單獨操作。
• 支持存儲：NFS、Ceph 等，可配置?訪問模式、容量、回收策略。
• 提供方式：靜態（預創建）、動態（依賴 StorageClass 自動創建）。

3. 回收策略

策略	行為	支持存儲
Retain	刪除 PVC 后，PV 及數據保留，需手動回收。	全類型
Recycle	刪除 PVC 后，執行?rm -rf?清理數據（已廢棄，僅 NFS/HostPath 支持）。	NFS、HostPath
Delete	刪除 PVC 時，自動刪除 PV 及數據（動態 PV 默認策略）。	云存儲（如 AWS EBS）

4. 訪問策略

策略	說明	存儲限制
ReadWriteOnce（RWO）	單節點讀寫	通用
ReadOnlyMany（ROX）	多節點只讀	通用
ReadWriteMany（RWX）	多節點讀寫（塊存儲多不支持，如 Ceph 塊）	NFS、GlusterFS 等
ReadWriteOncePod（RWOP）	單 Pod 讀寫（K8s 1.22+）	-

5. 靜態配置實踐

（1）?HostPath 類型 PV

所有 Node 創建目錄：mkdir /mnt/data

編寫?hostpath-pv.yaml：

kind: PersistentVolume
apiVersion: v1
metadata:name: mypv-hostpath
spec:storageClassName: pv-hostpathcapacity: { storage: 10Gi }accessModes: [ReadWriteOnce]hostPath: { path: "/mnt/data" }

（2）?NFS 類型 PV（依賴 NFS 服務）

編寫?nfs-pv.yaml：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata: { name: mypv-nfs }
spec:storageClassName: pv-nfscapacity: { storage: 5Gi }accessModes: [ReadWriteOnce]persistentVolumeReclaimPolicy: Recyclenfs:path: /opt/wwwrootserver: 192.168.10.101  # NFS 服務器 IP

創建 & 查看：kubectl create -f nfs-pv.yaml && kubectl get pv

七、PersistentVolumeClaim（PVC，持久卷聲明）

1.??核心作用

• 用戶通過 PVC 聲明?容量、訪問模式、StorageClass，自動綁定匹配的 PV，無需關心存儲細節。

2.?PVC 配置與綁定

（1）?HostPath PV 的 PVC

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata: { name: mypvc-hostpath }
spec:storageClassName: pv-hostpath  # 與 PV 一致accessModes: [ReadWriteOnce]resources: { requests: { storage: 10Gi } }

創建 & 查看：kubectl create -f pvc-hostpath.yaml && kubectl get pvc（狀態為?Bound）

（2）?NFS PV 的 PVC

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata: { name: mypvc-nfs }
spec:storageClassName: pv-nfs  # 與 PV 一致accessModes: [ReadWriteOnce]resources: { requests: { storage: 3Gi } }  # ≤ PV 容量（5Gi）

創建 & 查看：kubectl create -f pvc-nfs.yaml && kubectl get pvc（狀態為?Bound）

3.?PVC 掛載到 Pod

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata: { name: hostpath-pv-pod }
spec:volumes:- name: pv-volumepersistentVolumeClaim: { claimName: mypvc-hostpath }  # 綁定 PVCcontainers:- name: test-containerimage: nginx:1.7.9volumeMounts:- mountPath: "/data"name: pv-volume

驗證：kubectl exec -ti hostpath-pv-pod -- ls /data