PV、PVC、StorageClass 与 CSI

一个 PVC 从 Pending 到挂进容器，中间经过四个组件。知道是哪四个，排障就有了方向。

学完这节你能做到

讲清 PV / PVC / StorageClass 三者的职责边界与动态供应流程
按业务场景选对 accessModes 与 reclaimPolicy
区分「卷创建不出来」和「卷挂不上」，分别去看哪个组件的日志

容器里的文件是临时的：容器崩溃重启，容器内创建和修改的文件就没了。K8s 用 Volume 解决这件事，并把它分成两大类。

Volume
├─ Ephemeral Volume 临时卷（与 Pod 同生命周期）
│   ├─ emptyDir            用宿主机系统盘或内存
│   └─ configMap / secret  把配置挂进容器
│
└─ Persistent Volume 持久卷（超出 Pod 生命周期）
    ├─ PV            集群里的一块存储
    ├─ PVC           用户对存储的申请
    └─ StorageClass  动态创建 PV 的模板

这一节把持久卷这条线讲透 —— 因为集群里几乎所有的存储故障都在这条线上。

PV / PVC / SC：谁创建、谁使用

理解这三者最好的方式是看谁创建它、它代表什么：

对象	谁创建	代表什么
PV	管理员，或由 SC 自动创建	真实存在的一块存储后端
PVC	应用开发者	「我要一块 20G 的存储，用 xxx 类型」
StorageClass	管理员	创建 PV 的模板：用哪个驱动、什么参数

手工维护成百上千个 PV 是不现实的，所以有了动态供应（Dynamic Provisioning）：管理员只定义 StorageClass，用户创建 PVC 时由驱动自动创建 PV 并绑定。

管理员视角                        用户视角
─────────                        ────────
部署 CSI 驱动         →
创建 StorageClass     →         创建 PVC，指定 storageClassName
                                     ↓（自动发生）
                                K8s 通过 SC 调用 CSI 创建 PV 并绑定
                                     ↓
                                Pod 的 volumes 引用 PVC，
                                通过 volumeMounts 挂到容器路径

i这条链路和控制面是同一个模式

注意这里又是 reconcile：PVC 是期望态，PV 是实际态，中间有个控制器（external-provisioner）在不停地把两者拉平。

所以排查思路和 L1 讲的一样 —— 看对象状态、看事件、看那个负责 reconcile 的控制器的日志。存储没有例外。

accessModes：最容易配错的字段

模式	缩写	含义	谁支持
ReadWriteOnce	RWO	单节点读写	块存储（RBD、云盘、local）
ReadOnlyMany	ROX	多节点只读	多数后端
ReadWriteMany	RWX	多节点读写	文件存储（CephFS、GPFS、NFS）
ReadWriteOncePod	RWOP	单 Pod 读写	较新特性，比 RWO 更严格

×RWO 不是「只能一个 Pod 用」

RWO 的准确含义是单节点读写。同一节点上的多个 Pod 是可以共享一个 RWO 卷的 —— 因为挂载点在节点上。

这会导致一类很难查的问题：本地测试时两个 Pod 恰好调度到同一节点，共享 RWO 卷工作正常；上生产后 Pod 分散到不同节点，开始报 Multi-Attach error，或者更糟 —— 两个节点同时挂载同一个块设备，把文件系统写坏。

要严格限制单 Pod 使用，用 ReadWriteOncePod。要真正多节点共享，必须用支持 RWX 的文件存储。

回收策略与绑定模式

这两个字段决定了「删 PVC 会发生什么」和「PV 什么时候创建」：

reclaimPolicy: Delete        # PVC 删除后，PV 和后端存储一起删除
# reclaimPolicy: Retain      # PVC 删除后保留 PV 与数据，需手工清理

volumeBindingMode: Immediate              # PVC 创建后立刻创建并绑定 PV
# volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer # 等到有 Pod 使用时再创建

!生产环境的重要数据用 Retain

Delete 是默认值，也最省事 —— 但它意味着误删一个 PVC 就直接销毁了后端数据，没有回收站。

重要数据的 StorageClass 应该配 Retain：PVC 删除后 PV 进入 Released 状态，数据还在，确认无误再手工删。多一步手工操作，换一次误删事故的兜底。

WaitForFirstConsumer 则用于本地存储或有拓扑约束的后端：如果在知道 Pod 落在哪台节点之前就把 PV 创建出来，很可能建在错误的可用区或节点上，导致 Pod 根本调度不上去。

CSI 架构：两侧，两类故障

CSI（Container Storage Interface）把第三方存储和 K8s 解耦。一个 CSI 驱动通常部署成两部分：

controller（Deployment，通常 2 副本）
  ├─ external-provisioner   创建 / 删除卷
  ├─ external-attacher      attach / detach
  ├─ external-resizer       扩容
  ├─ external-snapshotter   快照
  └─ CSI driver 本体

node（DaemonSet，每节点一个）
  ├─ node-driver-registrar  向 kubelet 注册
  └─ CSI driver 本体        执行实际的 mount / umount

这个架构直接给出了排障的分界线：创建卷的问题看 controller，挂载卷的问题看 node。

# 卷创建不出来（PVC Pending）→ 看 provisioner
kubectl -n <ns> logs deploy/<csi-controller> -c csi-provisioner

# 卷创建了但 Pod 挂不上（Pod ContainerCreating）→ 看那台节点上的 node plugin
kubectl -n <ns> logs <csi-node-pod-on-that-node> -c csi-<driver>

按现象选排查入口

把上面所有内容压缩成一张值班时能直接用的表：

现象	卡在哪	先看什么
PVC `Pending`	卷还没创建出来	`describe pvc` 的 Events → provisioner 日志
PVC `Bound` 但 Pod `ContainerCreating`	卷创建了但挂不上	目标节点的 node plugin 日志
Pod 报 `Multi-Attach error`	accessMode 与实际用法冲突	PVC 的 accessMode 与 Pod 分布
PVC 删了但 PV 还在 `Released`	`reclaimPolicy: Retain` 生效了	这是预期行为，确认后手工删
PV 卡在 `Terminating`	finalizer 没被摘掉	后端是否已删除、CSI 是否正常
扩容不生效	SC 未开 `allowVolumeExpansion`	SC 配置 + resizer 日志

检查点单选

两个 Pod 要共享同一份数据。PVC 用的是 ceph-csi-rbd 的 StorageClass，accessMode 写了 ReadWriteMany。会发生什么？

检查点单选

一个 PVC 状态是 Bound，但使用它的 Pod 一直卡在 ContainerCreating。应该去看哪里？

这节课的落点

PV 是实物、PVC 是申请、SC 是模板；动态供应把管理员从手工建 PV 里解放出来
RWO 是单节点而不是单 Pod，跨节点共享必须用支持 RWX 的文件存储
重要数据的 SC 配 reclaimPolicy: Retain
CSI 分 controller（创建卷）和 node（挂载卷）两侧，PVC Pending 看前者，Pod ContainerCreating 看后者
存储也是 reconcile 模式，排查套路和其它对象完全一致

延伸资料

·k8s-in-actionstorage/README.md
·Storpath 存储工程师成长路径 ↗

下一课：接入后端存储：ceph-csi、gpfs-csi 与快照 →