2025，每天10分钟，跟我学K8S（三十三）- 对象属性 - Volume - StorageClass

        上一章节学习了K8S中PV/PVC，这种创建卷的方式给我们带来了不少好处，例如持久化，共享卷等，但是最大的问题就是它是静态的。什么意思？就是我们每次想使用一个卷的时候，先要创建pv，然后声明pvc，最后才能在pod里面去使用这个卷。少的情况下还好，万一生产环境里面有成1000个pod都需要用到卷存储，那岂不是要先创建1000个PV？删除pod后不是还要删除1000次PV？能不能省略掉创建和删除的步骤？

        这种情况下我们就需要用到动态 PV，也就是我们今天要讲解的 StorageClass。

​一、概念与作用

      StorageClass（存储类）​ 是 Kubernetes 中用于动态创建和管理 ​PersistentVolume（PV）​ 的核心资源对象。它解决了传统静态存储分配的低效问题，通过定义存储策略（如存储类型、性能等级、回收规则等），实现按需自动化创建 PV，并与 ​PersistentVolumeClaim（PVC）​ 绑定。

核心作用：

​动态供应存储：根据 PVC 请求自动创建匹配的 PV，无需管理员手动干预。
​抽象存储细节：用户无需关心底层存储实现（如 AWS EBS、NFS、Ceph 等），只需声明存储需求。
​支持多存储后端：通过不同的 provisioner 字段对接多种存储系统，如云存储、分布式存储等。

一个完整的创建过程（NFS作为后端）

前提所有的服务器安装NFS服务端，这个上一章节之前有操作过，这里不再复述。

1. NFS Provisioner 部署（含 RBAC 权限）​

# rbac.yaml
# ServiceAccount 权限
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nfs-provisioner
  namespace: default
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: nfs-provisioner-runner
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["endpoints"]  
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumes"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["persistentvolumeclaims"]
    verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
  - apiGroups: ["storage.k8s.io"]
    resources: ["storageclasses"]
    verbs: ["get", "list", "watch"]
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: run-nfs-provisioner
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nfs-provisioner
    namespace: default
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: nfs-provisioner-runner
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

上面​是一个RBAC的创建过程，后面会有具体章节进行讲解，这里只做简单的说明。总共分为3部分。

1.创建一个SA，名为nfs-provisioner

2.创建一个ClusterRole，名为nfs-provisioner-role，他有以下权限

  对resources: ["endpoints"] 拥有["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]的权限
  对resources: ["persistentvolumes"] 拥有["get", "list", "watch", "create", "delete"]的权限
  对resources: ["persistentvolumeclaims"]用有["get", "list", "watch", "update"]的权限
  对resources: ["storageclasses"]拥有["get", "list", "watch"]的权限

3.创建一个ClusterRoleBinding，名为nfs-provisioner-binding，它将nfs-provisioner这个SA绑定到nfs-provisioner-role的权限上。

2. NFS Provisioner 控制器

由于原生 NFS 不支持动态卷分配，需使用 nfs-subdir-external-provisioner 实现动态 PV 创建。

# nfs-provisioner.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-provisioner
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-provisioner
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-provisioner
    spec:
      serviceAccount: nfs-provisioner
      containers:
        - name: nfs-provisioner
          image: k8s.m.daocloud.io/sig-storage/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2
          volumeMounts:
            - name: nfs-client-root
              mountPath: /persistentvolumes
          env:
            - name: PROVISIONER_NAME
              value: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner  # 注意这里的值要和StorageClass里面的provisioner: nfs-provisioner保持一致
            - name: NFS_SERVER
              value: 172.21.176.4  # 替换为你的NFS服务器IP
            - name: NFS_PATH
              value: /data/nfs_share  # 替换为NFS共享路径
      volumes:
        - name: nfs-client-root
          nfs:
            server: 172.21.176.4  # 同上
            path: /data/nfs_share  # 同上

​3. StorageClass 定义

# storageclass.yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-storage
provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner # 注意这里的值要和上面的里面的name: PROVISIONER_NAME 的值保持一致
parameters:
  archiveOnDelete: "false"  # 删除PVC时是否保留数据目录
reclaimPolicy: Delete  # 或 Retain

​4. PVC 申请存储

# pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nfs-pvc
spec:
  storageClassName: nfs-storage  # 必须与StorageClass名称匹配
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi

​5. Deployment 挂载 PVC

# deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nfs-web-app
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nfs-web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nfs-web
    spec:
      containers:
        - name: web
          image: m.daocloud.io/docker.io/nginx:alpine
          volumeMounts:
            - name: nfs-volume
              mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        - name: nfs-volume
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nfs-pvc

​二、部署流程说明

1. 部署 NFS 服务器

确保 /data/nfs 目录已通过 rw,sync,no_subtree_check 参数导出

上一章节已经在k8s-node01的服务器上面设置好了

 

2.​应用 RBAC 和 Provisioner

kubectl apply -f rbac.yaml
kubectl apply -f nfs-provisioner.yaml

# 通过 # kubectl get pod 查看pod，如果有报错可以通过describe或者log来查看报错内容
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-provisioner-d7cc848df-xspjz   1/1     Running   0          15m

3.创建 StorageClass

kubectl apply -f storageclass.yaml


# 通过下面命令查看是否创建成功
# kubectl get storageclasses.storage.k8s.io 
NAME          PROVISIONER                                   RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-storage   k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner   Delete          Immediate           false                  47m

4.申请 PVC

kubectl apply -f pvc.yaml


# 通过命令得到pvc，此时应该是Bound 的状态，pv也自动创建成功
# kubectl get pvc,pv
NAME                            STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   VOLUMEATTRIBUTESCLASS   AGE
persistentvolumeclaim/nfs-pvc   Bound    pvc-fd38b271-06b1-497b-a2dc-dafe82d45d72   10Gi       RWX            nfs-storage    <unset>                 52m

NAME                                                        CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS   CLAIM             STORAGECLASS   VOLUMEATTRIBUTESCLASS   REASON   AGE
persistentvolume/pvc-fd38b271-06b1-497b-a2dc-dafe82d45d72   10Gi       RWX            Delete           Bound    default/nfs-pvc   nfs-storage    <unset>                          16m

5.部署应用

kubectl apply -f deployment.yaml

# 通过命令查看新创建的pod
# kubectl get pod 
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nfs-provisioner-d7cc848df-xspjz   1/1     Running   0          17m
nfs-web-app-7b7cf4454-bhlrn       1/1     Running   0          41m
nfs-web-app-7b7cf4454-dktj8       1/1     Running   0          41m

​三、验证数据持久化

1.进入任意 Pod 写入测试文件：

kubectl exec -it <pod-name> -- sh -c "echo 'Hello NFS' > /usr/share/nginx/html/test.txt"

# kubectl exec -it nfs-web-app-7b7cf4454-bhlrn -- sh -c "echo 'Hello NFS' > /usr/share/nginx/html/test.txt"

2.删除 Pod 后重新进入另外一个 Pod查看：

kubectl exec -it <new-pod-name> -- cat /usr/share/nginx/html/test.txt  # 应看到文件内容

# kubectl exec -it nfs-web-app-7b7cf4454-dktj8 -- cat /usr/share/nginx/html/test.txt  
Hello NFS

 四、典型应用场景对比

​场景	​静态 PV	​动态 PV
​开发测试环境	适合小型环境，存储需求稳定	不适用（可能资源浪费）
​生产环境	需配合人工监控和扩容	适合弹性伸缩、自动化运维
​多存储类型混合架构	需为每种存储单独配置 PV	通过 StorageClass 统一管理
​云原生与微服务	兼容性差，扩展成本高	天然适配，支持跨云存储