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PersistentVolume（PV）

·CKAk8s练习

CKA 考试 Domain 4 — PV 核心概念、存储类型、访问模式、回收策略、生命周期

← 返回 CKA 练习目录 PersistentVolume（PV）是集群中由管理员预置或通过 StorageClass 动态供给的一块存储。PV 是独立于 Pod 生命周期的集群资源，Pod 通过 PersistentVolumeClaim（PVC）来使用 PV。

1. PV 支持的存储类型

Kubernetes 支持多种后端存储系统，常见的有：

存储类型说明
hostPath节点本地磁盘（仅用于单节点测试）
NFS网络文件系统
iSCSIiSCSI 块存储
AWS EBSAWS 弹性块存储
GCE PDGoogle Compute Engine 持久化磁盘
Azure Disk / Azure FileAzure 磁盘 / 文件存储
Ceph RBD / CephFSCeph 块存储 / 文件系统
Portworx VolumesPortworx 存储
Local本地挂载的磁盘（手动管理）
CSI容器存储接口（通用扩展）

考试注意：CKA 考试中常出现 hostPath、NFS、CSI 三种类型。

2. 访问模式（Access Modes）

模式缩写说明
ReadWriteOnceRWO单节点读写
ReadOnlyManyROX多节点只读
ReadWriteManyRWX多节点读写
ReadWriteOncePodRWOP单 Pod 读写（v1.22+）

一个 PV 可以支持多种访问模式，但在绑定时只能使用其中一种。

accessModes:
  - ReadWriteOnce

3. 回收策略（Reclaim Policy）

当 PVC 被删除后，PV 的回收策略决定存储资源的去向：

策略行为
Retain保留 PV 和底层数据，需管理员手动回收
Recycle执行 rm -rf /volume/* 后再次可用（已弃用）
Delete自动删除 PV 和关联的存储资源（动态供给时常用）
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

4. 卷模式（Volume Mode）

模式说明
Filesystem默认模式，挂载为文件系统
Block原始块设备（如数据库专用存储）
volumeMode: Filesystem

5. PV 生命周期

Available ──► Bound ──► Released ──► Failed
阶段说明
Available可用，尚未绑定到 PVC
Bound已绑定到某个 PVC
ReleasedPVC 已删除，PV 尚未回收
Failed自动回收失败

6. hostPath PV 示例

仅用于单节点测试环境，不适用于生产。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: hostpath-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  hostPath:
    path: /data/pv
    type: DirectoryOrCreate

7. NFS PV 示例

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-pv
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  nfs:
    server: 192.168.1.100
    path: /exports/data

8. 实用命令

# 查看所有 PV
kubectl get pv

# 查看 PV 详情
kubectl describe pv <pv-name>

# 按存储容量排序
kubectl get pv --sort-by=.spec.capacity.storage

# 查看 PV 的 YAML
kubectl get pv <pv-name> -o yaml

# 删除 PV
kubectl delete pv <pv-name>

9. 考试要点

  • PV 是集群资源，不隶属于任何命名空间
  • hostPath 仅用于单节点测试，多节点需使用 NFS、CSI 等
  • PV 的 capacity 不可动态修改（需要删除重建）
  • persistentVolumeReclaimPolicy 决定 PVC 删除后的行为
  • 检查 PV 状态：kubectl get pv 查看 PHASE 列

🧪 完整操作实例：创建 hostPath PV 并观察生命周期状态

场景描述

创建一个 hostPath 类型的 PV，观察其从 Available → Bound → Released 的完整生命周期，验证访问模式和回收策略。

前置条件

  • 一个节点的 Kubernetes 集群（单节点即可）
  • 节点上存在 /data/pv 目录（PV 会自动创建）

操作步骤

Step 1: 创建 hostPath PV 定义文件

cat <<EOF > /tmp/hostpath-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: hostpath-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  hostPath:
    path: /data/pv
    type: DirectoryOrCreate
EOF

Step 2: 创建 PV 并查看初始状态

kubectl apply -f /tmp/hostpath-pv.yaml

kubectl get pv
# NAME          CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   AGE
# hostpath-pv   1Gi        RWO            Retain           Available           manual         5s

此时 STATUS 为 Available，表示 PV 已就绪等待 PVC 绑定。

Step 3: 创建 PVC 绑定 PV

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: hostpath-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
EOF

Step 4: 验证 PV 状态变为 Bound

kubectl get pv
# NAME          CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM                  STORAGECLASS   AGE
# hostpath-pv   1Gi        RWO            Retain           Bound    default/hostpath-pvc   manual         30s

kubectl get pvc
# NAME           STATUS   VOLUME        CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
# hostpath-pvc   Bound    hostpath-pv   1Gi        RWO            manual         10s

STATUS 变为 Bound，且 CLAIM 列显示绑定到 default/hostpath-pvc。

Step 5: 删除 PVC 观察 Released 状态

kubectl delete pvc hostpath-pvc

kubectl get pv
# NAME          CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM                  STORAGECLASS   AGE
# hostpath-pv   1Gi        RWO            Retain           Released    default/hostpath-pvc   manual         60s

STATUS 变为 Released，但由于回收策略是 Retain，PV 不会被自动清理，底层数据保留。

Step 6: 手动回收 Released 状态的 PV

# 重新利用此 PV 需要手动删除并重建
kubectl delete pv hostpath-pv

# 清理宿主机数据（可选）
# rm -rf /data/pv

验证结果

# 验证 Access Mode
kubectl get pv hostpath-pv -o jsonpath='{.spec.accessModes}'
# ["ReadWriteOnce"]

# 验证 Reclaim Policy
kubectl get pv hostpath-pv -o jsonpath='{.spec.persistentVolumeReclaimPolicy}'
# Retain

# 验证 Storage 容量
kubectl get pv hostpath-pv -o jsonpath='{.spec.capacity.storage}'
# 1Gi

考试提示

  • PV 创建后状态为 Available，绑定后变为 Bound，PVC 删除后变为 Released
  • Retain 策略不会自动删除 PV，需要管理员手动清理
  • hostPath 仅适用于单节点测试环境，考试中常作为快速验证手段
  • 使用 kubectl get pv -o wide 可以查看更多字段信息

官方文档