K8s PV PVC 是什麼？Pod 重啟資料不消失的存法

Pod 重啟資料就消失

到目前為止你部署的所有東西都是無狀態的：nginx、frontend、API server。Pod 死了再起一個一模一樣的就好。

但資料庫不行。

上一篇整合實作裡的 MySQL 一刪 Pod、資料就全部不見。為什麼？

容器的檔案系統是短暫的。Pod 刪除後，容器內所有寫入的檔案（包括 MySQL 的 /var/lib/mysql 資料）跟著消失。下次 Pod 重啟，是從乾淨的 Image 重新開始。

$ kubectl exec mysql-pod -- mysql -e "INSERT INTO users VALUES('Alice');"
$ kubectl delete pod mysql-pod
$ kubectl exec mysql-pod -- mysql -e "SELECT * FROM users;"
ERROR: Table 'users' doesn't exist     # ← 整個資料庫都沒了

要保住資料，需要 K8s 的持久化儲存：PV + PVC。

PV vs PVC：停車位的比喻

K8s 把儲存拆成兩個資源：

PersistentVolume（PV） — 一塊實際的儲存空間（管理員建）
PersistentVolumeClaim（PVC） — Pod 對儲存的申請單（開發者寫）

用停車場當比喻：

┌── 停車場（K8s 管理員）─────────────────────┐
│  PV-1: 10GB SSD                           │
│  PV-2: 50GB HDD                           │
│  PV-3: 5GB SSD                            │
└──────────────────────────────────────────┘
                    ↑ 配對（Binding）
┌── 開發者 ─────────────────────────────────┐
│  PVC-A: "我要 5GB"     → 配到 PV-3        │
│  PVC-B: "我要 10GB"    → 配到 PV-1        │
└──────────────────────────────────────────┘
                    ↓
                Pod 用 PVC 掛載

為什麼要拆兩個？ 職責分離。

基礎架構團隊管 PV：「公司有幾台 NAS、幾顆 SSD、各自多大」
應用開發團隊寫 PVC：「我的 App 要 10GB ReadWriteOnce」
開發者不需要知道底層是 NFS 還是 SSD，反正 K8s 會配給你

對照 Docker

Docker	Kubernetes
`docker volume create mydata`	建 PV
`docker run -v mydata:/var/lib/mysql`	PVC + Pod `volumeMounts`
自動建 + 掛載合在一起	拆成兩步（PV / PVC 分離）

Docker 把建 volume 和掛 volume 合成一步，K8s 拆開是為了大型組織的職責分離。小團隊覺得麻煩 → 用 StorageClass 自動建 PV，下一篇講。

PV YAML

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: local-pv
spec:
  capacity:
    storage: 2Gi                    # 這塊 PV 有 2GB
  accessModes:
    - ReadWriteOnce                 # 只允許一個 Node 同時讀寫
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain   # PVC 刪了資料保留
  storageClassName: manual          # 給 PVC 配對用的標籤
  hostPath:
    path: /tmp/k8s-pv-data          # 用 Node 本機目錄當儲存

幾個關鍵欄位：

`accessModes`：誰能讀寫？

Mode	縮寫	行為	適合
`ReadWriteOnce`	RWO	一個 Node 可讀寫	資料庫（最常用）
`ReadOnlyMany`	ROX	多個 Node 可唯讀	靜態檔案
`ReadWriteMany`	RWX	多個 Node 可讀寫	共享檔案（需 NFS）

⚠️ RWO 是「同時間一個 Node」不是「一個 Pod」 — 同 Node 上的多個 Pod 可以共用。

`persistentVolumeReclaimPolicy`：PVC 刪了 PV 怎辦？

Policy	行為	適合
`Retain`	PV 和資料保留，管理員手動處理	生產環境（資料不能丟）
`Delete`	PV 和資料一起砍	開發環境 / 雲端（PVC 刪 EBS 磁碟也刪，省錢）

正式環境永遠用 Retain。kubectl delete pvc 不小心打錯就 game over 了。

`hostPath`（學習用）

hostPath 用 Node 本機的某個目錄當儲存。只能在學習 / 單機叢集用，因為：

多 Node 叢集，Pod 換到別台 Node 就找不到資料
Node 本身掛掉，資料就跟著沒
沒做容錯 / 備份

正式環境用 NFS / Ceph / 雲商磁碟（GCE PD / AWS EBS）。

PVC YAML

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: local-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce               # ← 跟 PV 對應
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi                # 我要 1GB（PV 有 2GB，夠）
  storageClassName: manual        # ← 跟 PV 對應

PVC 不指定 PV 名字，K8s 會看 storageClassName + accessModes + 容量去自動配對。

配對流程

$ kubectl apply -f pv.yaml $ kubectl apply -f pvc.yaml $ kubectl get pv,pvc NAME CAPACITY ACCESS MODES STATUS CLAIM pv/local-pv 2Gi RWO Bound default/local-pvc

NAME STATUS VOLUME CAPACITY pvc/local-pvc Bound local-pv 2Gi

STATUS: Bound = 配對成功。注意：

PVC 申請 1GB，但配到的 PV 是 2GB → 整顆 PV 都歸 PVC 用（一夫一妻制）
想要剛好 1GB？多建一個 1GB PV，K8s 自動挑最接近的

Pod 用 PVC

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mysql-with-pvc
spec:
  containers:
    - name: mysql
      image: mysql:8.0
      env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: rootpw
      volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /var/lib/mysql   # MySQL 資料目錄
  volumes:
    - name: data
      persistentVolumeClaim:
        claimName: local-pvc          # ← 掛 PVC

容器內的 /var/lib/mysql 寫入會落到 PVC 對應的 PV 實體儲存。

驗證資料持久化

# 1. 寫資料
$ kubectl exec mysql-with-pvc -- mysql -prootpw -e "
  CREATE DATABASE shop;
  USE shop;
  CREATE TABLE users(name VARCHAR(20));
  INSERT INTO users VALUES('Alice');
"
# 2. 砍 Pod
$ kubectl delete pod mysql-with-pvc
# 3. 重建 Pod（同一個 PVC）
$ kubectl apply -f mysql-pod.yaml
# 4. 看資料
$ kubectl exec mysql-with-pvc -- mysql -prootpw -e "USE shop; SELECT * FROM users;"
+-------+
| name  |
+-------+
| Alice |               # ← 資料還在！
+-------+

對照沒掛 PVC 的版本：資料消失 vs 資料還在。這就是 PV / PVC 的價值。

排錯

STATUS	意思	怎麼處理
`Bound`	配對成功	正常
`Pending`	PVC 找不到合適 PV	檢查 `storageClassName` / 容量是否匹配
`Lost`	PV 不見了	PV 被手動刪除？hostPath 目錄被砍？

Pending 最常見，看一下原因：

$ kubectl describe pvc local-pvc
Events:
  Warning  ProvisioningFailed  no available volume plugin matches

通常是：

storageClassName 跟 PV 對不上

沒有 PV 容量夠大

accessModes 不一致

重點整理

容器是無狀態的，要保資料必須用 PV
PV = 實體儲存（管理員建），PVC = 申請單（開發者寫）
K8s 自動配對（看 storageClassName / accessModes / 容量）
accessModes 90% 用 ReadWriteOnce
生產用 Retain，永遠不要用 Delete
hostPath 只能學習用，正式用 NFS / 雲商磁碟

下一步

PV 是手動建的 — 但工作上資料庫要 5GB、API 服務要 10GB、Cache 要 2GB...每個都管理員手動建，太累了。

下一篇：StorageClass + StatefulSet 自動建 PV。

📅 下一篇：StorageClass + StatefulSet 自動建 PV

手動建 PV 太累了——StorageClass 動態配置 + StatefulSet 跑 MySQL,一條龍做完。

📚 完整系列總覽：K8s 系列教學首頁（共 40 課，按學習路徑順序排）