本篇文章分享一下在 Kubernetes (K8s) 中搭建 NFS 存储，并实现 PersistentVolume (PV)、PersistentVolumeClaim (PVC)、动态存储卷StorageClass，以及通过 Deployment 使用这些存储卷的完整流程，可以按照以下步骤进行。

实验步骤：

1. 配置 NFS 服务器
2. 创建 StorageClass
3. 创建 PV
4. 创建 PVC
5. 创建 Deployment，并挂载 PVC 到应用
6. 挂载验证
   实验架构图
   
   

步骤 1: 配置 NFS 服务器

首先，在 Kubernetes 集群外部的服务器上，我们需要搭建一个后端存储：NFS 服务器。

NFS服务器IP地址：10.0.0.103

1.1 安装 NFS 服务

 yum install -y nfs-utils

1.2 创建共享目录

mkdir -p /data/nfs

1.3 配置 NFS 共享目录

编辑 /etc/exports 文件以设置 NFS 共享目录。

vim /etc/exports

在文件中添加以下行：

/data/nfs *(rw,sync,no_subtree_check)

将 /data/nfs 目录以读写（rw）方式对所有客户端（*）共享。

1.4 启动 NFS 服务

启动并将NFS服务设置开机自启

systemctl enable --now nfs-server

1.5 导出共享目录

使共享目录立即生效：

 exportfs -a
 showmount -e

1.6 配置防火墙

如果启用了防火墙，需要允许 NFS 服务的相关端口：

firewall-cmd --per --add-service=nfs
firewall-cmd --per --add-service=mountd
firewall-cmd --per --add-service=rpc-bind
firewall-cmd --reload

步骤 2: 配置StorageClass

在 Kubernetes 中，我们将使用 StorageClass 来动态配置存储卷。通过 PVC 绑定现有的 NFS 存储。

2.1 创建 StorageClass 配置

创建一个名为 nfs-storage-class.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-storage-class
provisioner: kubernetes.io/no-provisioner  # NFS 不需要动态 provisioner
reclaimPolicy: retain  # 默认值是 Delete
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer   # 等待 Pod 使用 PVC 时才绑定 PV,默认使用 Immediate 模式：立即绑定

2.2 应用 StorageClass 配置

kubectl apply -f nfs-storage-class.yaml

检查StorageClass状态

[root@k8s-master data]# kubectl get storageclass
NAME                PROVISIONER                    RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE      ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
nfs-storage-class   kubernetes.io/no-provisioner   Delete          WaitForFirstConsumer   false                  14s

步骤 3: 创建 PV

创建一个 PersistentVolume (PV)，将它指向 NFS 共享的目录。

3.1 创建 PV 配置文件

创建一个 nfs-pv.yaml 文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-pv
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi  # 定义 PV 的存储容量
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteMany  # 允许多个 Pod 同时访问此 PV
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain  # 释放 PVC 后保留 PV 数据
  storageClassName: nfs-storage-class  # 与 StorageClass 名称一致
  nfs:
    path: /data/nfs  # NFS 共享目录的路径
    server: 10.0.0.103  # 替换为实际的 NFS 服务器 IP

3.2 应用 PV 配置

kubectl apply -f nfs-pv.yaml

检查 PV 的状态：

[root@k8s-master data]# kubectl get pv
NAME     CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS        CLAIM            STORAGECLASS        REASON   AGE
nfs-pv   5Gi        RWX            Retain           Available                      nfs-storage-class            5s

如果 PV 配置正确，它应该处于 Available 状态。

步骤 4: 创建PVC

创建一个 PersistentVolumeClaim (PVC)，它请求使用 NFS 存储。

4.1 创建 PVC 配置文件

创建一个 nfs-pvc.yaml 文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nfs-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany  # 允许多个 Pod 同时访问
  volumeMode: Filesystem
  resources:
    requests:
      storage: 3Gi  # 请求的存储容量，不能大于PV容量
  storageClassName: nfs-storage-class  # 与 StorageClass 名称一致

4.2 应用 PVC 配置

应用 PVC 配置文件：

kubectl apply -f nfs-pvc.yaml

检查 PVC 的状态：

[root@k8s-master data]# kubectl get pvc
NAME      STATUS    VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS        AGE
nfs-pvc   Pending                                      nfs-storage-class   4m30s

【温馨提示】由于在声明StorageClass时，将volumeBindingMode设置为WaitForFirstConsumer，等待 Pod 使用 PVC 时才绑定 PV，所以现在的PVC是Pending状态，没有绑定对应的Pod。

如果volumeBindingMode设置为Immediate，则会立即绑定，显示为Bound。

步骤 5: 挂载 PVC

创建一个 Deployment，并将 PVC 挂载到 Pod 中。

5.1 创建 Deployment 配置文件

创建一个名为 nginx-deployment.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 1  # 部署 1 个副本（Pod）
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: docker.m.daocloud.io/nginx:1.25
          volumeMounts:
            - mountPath: /usr/share/nginx/html  # 将 PVC 挂载到此目录
              name: nfs-volume
      volumes:
        - name: nfs-volume
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nfs-pvc  # 挂载 PVC

5.2 应用 Deployment 配置

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

5.3 再次检查PVC状态

[root@k8s-master data]# kubectl get pvc
NAME      STATUS   VOLUME   CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS        AGE
nfs-pvc   Bound    nfs-pv   5Gi        RWX            nfs-storage-class   10m

此时可以看到已经是Bound状态，说明已经和Pod产生了关联。

5.4 检查 Pod 状态

使用以下命令检查 Pod 状态：

[root@k8s-master data]# kubectl get pod 
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-645c47fd8b-sjv5m   1/1     Running   0          8m35s

确保 Pod 正在运行并没有错误。

【温馨提示】如果使用NFS作为后端存储，需要在每个节点上安装NFS客户端，不然Pod无法连接NFS，导致创建Pod失败。

步骤 6: 验证挂载

验证 Nginx Pod 是否正确挂载了 NFS 存储。

6.1 进入 Pod 检查挂载

首先，通过 kubectl exec 命令进入 Pod，检查 /usr/share/nginx/html 目录，看看是否已挂载 NFS 存储

[root@k8s-master data]# kubectl exec -it nginx-deployment-645c47fd8b-sjv5m -- /bin/bash 
root@nginx-deployment-645c47fd8b-sjv5m:/# ls /usr/share/nginx/html
kube-system-es-pv-claim-pvc-ef2cc9a4-d836-49fe-8d30-b9c98238f5b5
root@nginx-deployment-645c47fd8b-sjv5m:/# 

如果一切正常，你应该能够看到 NFS 存储中的内容。如果是空的，那就意味着 Nginx Pod 已经成功挂载了 NFS 存储卷。

6.2 测试验证

测试：给index.html文件增加内容

root@nginx-deployment-645c47fd8b-sjv5m:/usr/share/nginx/html# echo  "hello nginx" > index.html

验证：进入后端NFS挂载目录查看：

[root@harbor ~]# cd /data/nfs
[root@harbor nfs]# ls
index.html  kube-system-es-pv-claim-pvc-ef2cc9a4-d836-49fe-8d30-b9c98238f5b5
[root@harbor nfs]# cat index.html 
hello nginx

可以看到在Pod里面创建的数据已经存储到NFS存储中。

至此，整个持久化存储的环境已经搭建完成。里面涉及的一些理论概念，我将在下一篇文章进行详细讲解

END