在 Kubernetes 中为有状态应用（如 MySQL）配置持久化存储，需结合 StatefulSet、PersistentVolumeClaim (PVC) 和 StorageClass，确保数据在 Pod 重启或迁移时不会丢失。以下是详细步骤和最佳实践：
一、核心组件选择
| 组件 | 作用 |
|---|---|
| StatefulSet | 为每个 Pod 提供唯一的网络标识和稳定的持久化存储（按顺序创建/删除）。 |
| PVC | 声明 Pod 所需的存储容量和访问模式（如 ReadWriteOnce）。 |
| StorageClass | 定义动态创建 PV 的规则（如云厂商存储类型、回收策略）。 |
二、配置步骤（以 MySQL 为例）
1. 创建 StorageClass（可选，若需动态供应）
如果是云环境（如 AWS、GCP），通常已有默认 StorageClass。若需自定义（例如本地存储），需手动配置：
apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata:name: mysql-storage provisioner: kubernetes.io/aws-ebs # 根据环境调整（如 rook-ceph、local） parameters:type: gp3 # AWS EBS 类型（或 SSD、HDD） reclaimPolicy: Retain # 删除 PVC 后保留 PV 和数据 volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer # 延迟绑定到 Pod 调度节点
2. 定义 StatefulSet 和 PVC 模板
apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata:name: mysql spec:serviceName: mysql-headless # Headless Service 用于 Pod 发现replicas: 1 # 单节点示例（生产环境建议集群化）selector:matchLabels:app: mysqltemplate:metadata:labels:app: mysqlspec:containers:- name: mysqlimage: mysql:8.0env:- name: MYSQL_ROOT_PASSWORDvalue: "your-root-password"ports:- containerPort: 3306volumeMounts:- name: mysql-datamountPath: /var/lib/mysql # MySQL 数据目录volumeClaimTemplates: # 自动为每个 Pod 创建 PVC- metadata:name: mysql-dataspec:accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]storageClassName: mysql-storage # 使用自定义 StorageClassresources:requests:storage: 20Gi # 根据需求调整容量
3. 创建 Headless Service
apiVersion: v1 kind: Service metadata:name: mysql-headless spec:clusterIP: None # Headless Service 无 ClusterIPselector:app: mysqlports:- port: 3306
三、关键配置说明
1. 存储访问模式 (accessModes)
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ReadWriteOnce (RWO)：单节点读写（适合单实例 MySQL）。 -
ReadWriteMany (RWX)：多节点读写（适用于分布式数据库如 Cassandra）。 -
ReadOnlyMany (ROX)：多节点只读。
2. 持久化路径
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MySQL 默认数据目录为
/var/lib/mysql，必须挂载到持久化卷。 -
挂载其他路径（如配置文件）需额外配置。
3. 动态供应 vs 静态供应
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动态供应（推荐）：通过 StorageClass 自动创建 PV。
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静态供应：手动创建 PV 并绑定 PVC（适合本地存储或无云厂商环境）。
四、生产环境优化
1. 高可用配置
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MySQL 集群：使用 Galera Cluster 或 Group Replication，配合多副本 StatefulSet。
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跨可用区存储：配置 StorageClass 支持多 AZ（如 AWS EBS 需结合
topologyKey: topology.kubernetes.io/zone）。
2. 备份与恢复
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定期快照：使用云厂商快照工具（如 AWS EBS Snapshot）或 Velero。
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逻辑备份：通过 CronJob 执行
mysqldump并存储到对象存储（如 S3）。
3. 监控与告警
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监控 PV/PVC 使用率（Prometheus +
kubelet指标）。 -
设置 PVC 容量不足的告警规则。
五、验证流程
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部署验证
kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml kubectl get statefulset,pvc,pod -l app=mysql
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确认 PVC 状态为
Bound，Pod 运行正常。
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数据持久化测试
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进入 MySQL Pod 写入测试数据：
kubectl exec -it mysql-0 -- mysql -u root -p CREATE DATABASE test;
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删除 Pod 并观察 StatefulSet 自动重建：
kubectl delete pod mysql-0 kubectl exec -it mysql-0 -- mysql -u root -p -e "SHOW DATABASES;" # 确认 test 库存在
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故障恢复测试
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模拟节点故障，观察 Pod 重新调度到其他节点后数据是否保留。
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六、常见问题
1. PVC 无法绑定
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检查 StorageClass 是否存在且配置正确。
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确认 PV 的容量和访问模式与 PVC 匹配。
2. 数据写入性能差
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使用 SSD 类型 StorageClass（如 AWS
gp3或io2）。 -
调整文件系统挂载参数（如
ext4的discard选项）。
3. 存储资源不足
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设置
ResourceQuota限制命名空间存储使用量。 -
启用 PVC 扩容功能（需存储驱动支持）。
总结
通过 StatefulSet + PVC + StorageClass 的组合，可为 MySQL 等有状态应用提供稳定的持久化存储，同时结合高可用、备份和监控策略，确保生产环境的可靠性和数据安全。实际部署时需根据业务需求调整存储类型、容量和访问模式。
