把存储的三层编在一起

目标

亲手创建 StorageClass、PV、PVC 三层对象，掌握绑定条件，并确认 StatefulSet 如何处理卷。

为什么这很重要

PVC 处于 Pending 的原因始终是三者之一：class 名称不匹配、访问模式不匹配，或者容量不足。此外，还有因 provisioner 不存在而无法动态创建的情况。本实验环境没有真正的 CSI 驱动，因此会通过静态绑定逐一确认这些条件。虽然无法写入真实数据，但考试大多数题目检查的也正是对象 spec 和绑定状态。

提前了解 allowVolumeExpansion 这类事后修改也无效的字段，同样很重要。由值为 false 的 class 创建的 PVC，即使后来修改 class，也无法扩容。

步骤

1. 创建 namespace cka-storage 和 StorageClass cka-fast。provisioner 为 nfs.csi.k8s.io，reclaimPolicy 为 Delete，volumeBindingMode 为 WaitForFirstConsumer，allowVolumeExpansion 为 true。
2. 创建 StorageClass cka-archive。provisioner 为 nfs.csi.k8s.io，reclaimPolicy 为 Retain，volumeBindingMode 为 Immediate。然后为 cka-fast 添加注解 storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "true"，将其设为默认 class。默认 class 必须恰好只有一个。
3. 创建 PersistentVolume cka-pv-1。capacity 为 2Gi，accessModes 为 [ReadWriteOnce]，persistentVolumeReclaimPolicy 为 Retain，storageClassName 为 cka-manual，卷源为 hostPath /mnt/cka-data。
4. 在 cka-storage 中创建 PVC cka-pvc-1。请求 1Gi，accessModes 为 [ReadWriteOnce]，storageClassName 为 cka-manual。它应与 cka-pv-1 绑定为 Bound。
5. 创建 PersistentVolume cka-pv-rwx。capacity 为 5Gi，accessModes 为 [ReadWriteMany]，storageClassName 为 cka-shared，卷源为 NFS（server 10.0.0.109，path /volume1/k8s）。然后创建 PVC cka-pvc-rwx（5Gi、RWX、cka-shared）并使其绑定为 Bound。
6. 创建 headless Service db-headless（clusterIP None、port 5432、selector app=db）和 StatefulSet db。serviceName 为 db-headless，副本数为 2，镜像为 nginx:1.27，podManagementPolicy 为 Parallel；volumeClaimTemplates 名称为 data（accessModes [ReadWriteOnce]、storageClassName cka-fast、1Gi）；persistentVolumeClaimRetentionPolicy 设置 whenDeleted Delete / whenScaled Retain。应自动创建 PVC data-db-0 和 data-db-1。
7. 在 cka-storage 中创建 Pod vol-demo（镜像 nginx:1.27）。卷 cache 使用 emptyDir，medium 为 Memory，sizeLimit 为 128Mi，挂载到 /cache。卷 hostlogs 使用 hostPath path /var/log，type 为 Directory，以 readOnly 方式挂载到 /hostlogs。
8. 创建 PersistentVolume cka-pv-static（capacity 1Gi、accessModes [ReadWriteOnce]、完全不设置 storageClassName、hostPath /mnt/cka-static），再创建 PVC cka-pvc-static（1Gi、RWO），明确将 storageClassName 设为空字符串，并使其绑定为 Bound。

参考

• 第 6 步的 PVC 会因没有 provisioner 而保持 Pending。这是正常情况，评分会检查 PVC 对象是否已创建。
• 使用 kubectl get pvc -n cka-storage 同时查看 STATUS 与 VOLUME 列，就能一眼了解绑定状态。
• 常见错误 1：将 PV 的回收策略字段写成 reclaimPolicy。PV 中应为 persistentVolumeReclaimPolicy。
• 常见错误 2：第 8 步省略 storageClassName。省略后会注入默认 class cka-fast，导致无法绑定。

创建 StorageClass

创建 namespace cka-storage 和 StorageClass cka-fast。provisioner 为 nfs.csi.k8s.io，reclaimPolicy 为 Delete，volumeBindingMode 为 WaitForFirstConsumer，allowVolumeExpansion 为 true。

provisioner 是字符串，即使驱动实际上不存在，也可以创建对象。reclaimPolicy、volumeBindingMode、allowVolumeExpansion 是 StorageClass 的顶层字段，不在 parameters 中。

创建第二个 class 并指定默认 class

创建 StorageClass cka-archive。provisioner 为 nfs.csi.k8s.io，reclaimPolicy 为 Retain，volumeBindingMode 为 Immediate。然后为 cka-fast 添加注解 storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "true"，将其设为默认 class。默认 class 必须恰好只有一个。

默认 class 通过注解指定。如果默认 class 超过一个，就无法预测会使用哪一个，因此必须恰好只有一个。

手动创建 PersistentVolume

创建 PersistentVolume cka-pv-1。capacity 为 2Gi，accessModes 为 [ReadWriteOnce]，persistentVolumeReclaimPolicy 为 Retain，storageClassName 为 cka-manual，卷源为 hostPath /mnt/cka-data。

PV 是集群作用域资源。请注意，它的回收策略字段名称与 StorageClass 不同。

确认静态绑定

在 cka-storage 中创建 PVC cka-pvc-1。请求 1Gi，accessModes 为 [ReadWriteOnce]，storageClassName 为 cka-manual。它应与 cka-pv-1 绑定为 Bound。

绑定条件有三项：class 名称一致、包含所需访问模式、容量满足需求。任何一项不匹配，PVC 都会悄无声息地保持 Pending。

创建 RWX 卷

创建 PersistentVolume cka-pv-rwx。capacity 为 5Gi，accessModes 为 [ReadWriteMany]，storageClassName 为 cka-shared，卷源为 NFS（server 10.0.0.109，path /volume1/k8s）。然后创建 PVC cka-pvc-rwx（5Gi、RWX、cka-shared）并使其绑定为 Bound。

PV 与 PVC 的 accessModes 必须匹配才能绑定。NFS 卷源要求 server 和 path 两个字段。

通过 volumeClaimTemplates 自动创建 PVC

创建 headless Service db-headless（clusterIP None、port 5432、selector app=db）和 StatefulSet db。serviceName 为 db-headless，副本数为 2，镜像为 nginx:1.27，podManagementPolicy 为 Parallel；volumeClaimTemplates 名称为 data（accessModes [ReadWriteOnce]、storageClassName cka-fast、1Gi）；persistentVolumeClaimRetentionPolicy 设置 whenDeleted Delete / whenScaled Retain。应自动创建 PVC data-db-0 和 data-db-1。

PVC 名称由模板名称与 Pod 名称组合而成。需要改变默认行为，避免第一个 Pod 未 Ready 时阻止创建后续 Pod。

挂载 emptyDir 与 hostPath

在 cka-storage 中创建 Pod vol-demo（镜像 nginx:1.27）。卷 cache 使用 emptyDir，medium 为 Memory，sizeLimit 为 128Mi，挂载到 /cache。卷 hostlogs 使用 hostPath path /var/log，type 为 Directory，以 readOnly 方式挂载到 /hostlogs。

卷定义位于 spec.volumes，挂载位于容器的 volumeMounts。内存型 emptyDir 通过 medium 字段指定。

综合：拒绝使用默认 StorageClass

创建 PersistentVolume cka-pv-static（capacity 1Gi、accessModes [ReadWriteOnce]、完全不设置 storageClassName、hostPath /mnt/cka-static），再创建 PVC cka-pvc-static（1Gi、RWO），明确将 storageClassName 设为空字符串，并使其绑定为 Bound。

省略字段与明确设置为空字符串并不相同。前者会注入默认值，后者表示拒绝使用默认值。