2. K8s 存储基础回顾：PV、PVC、StorageClass、CSI 驱动核心概念与关系

在进行容量规划之前，必须理清 Kubernetes 存储体系中的四个核心抽象层。它们共同构成了从“应用声明”到“实际存储资源”的完整映射链路。理解每个组件的职责以及它们之间的协作关系，是后续所有容量估算与资源建模的基石。

2.1 核心概念速览

2.2 概念关系与工作流

下图展示了从用户创建 PVC 到最终挂载到 Pod 的完整链路，以及 StorageClass 和 CSI 在其中扮演的角色。

2.3 关键交互机制

2.3.1 PVC 与 PV 的绑定规则

PVC 寻找 PV 时遵循严格的匹配逻辑，容量规划必须确保集群中存在满足条件的 PV 或动态供给能力。

• 容量匹配：PV 的容量必须 大于等于 PVC 请求的容量。规划时需注意，PV 的容量通常是固定值（如 100Gi），而 PVC 请求 10Gi 时，会绑定一个 100Gi 的 PV，造成 90Gi 的浪费。
• 访问模式匹配：必须完全一致（ReadWriteOnce / ReadOnlyMany / ReadWriteMany）。
• StorageClass 匹配：PVC 指定 StorageClass 时，只能绑定同 SC 的 PV；未指定 SC 的 PVC 只能绑定未设置 SC 的 PV。
• 标签选择器：可选，用于更精细的匹配。

2.3.2 StorageClass 与动态供给

StorageClass 是容量规划中最关键的策略点。它定义了如何动态创建 PV，直接影响存储资源的分配效率。

2.3.3 CSI 驱动的角色

CSI 驱动是 K8s 与存储后端之间的“翻译官”。它负责执行实际的卷创建、挂载、格式化、快照等操作。在容量规划中，CSI 驱动的以下特性需要关注：

• 卷创建延迟：不同后端创建卷的速度差异很大（云盘通常秒级，NFS 可能毫秒级），影响扩容响应时间。
• 容量上限：单个卷的最大容量、每个节点的最大挂载数、集群的总卷数上限，这些由 CSI 驱动和后端共同决定。
• 指标暴露：部分 CSI 驱动支持暴露存储容量指标（如 kubelet_volume_stats_available_bytes），可用于监控和规划。

2.4 概念关系总结

下图以更简洁的方式总结了四个核心概念之间的依赖与数据流关系，帮助建立全局视角。

2.5 典型交互代码示例

以下是一个完整的 PVC 创建示例，展示了如何引用 StorageClass 并触发动态供给：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: app-data-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 50Gi
  storageClassName: fast-ssd
---
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: fast-ssd
provisioner: ebs.csi.aws.com
parameters:
  type: gp3
  iops: "3000"
  throughput: "125"
reclaimPolicy: Delete
allowVolumeExpansion: true