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K8s 儲存的核心思想：分離

在 Kubernetes (K8s) 的世界裡，Pod 是短暫的、隨時可能被銷毀和重建的。那麼，如果我們的應用程式（如資料庫）需要將資料持久化 (Persistent)，該怎麼辦？

K8s 的解決方案是將「運算 (Compute)」和「儲存 (Storage)」徹底分離。Pod 專注於運算，而資料則儲存在獨立於 Pod 生命週期的「儲存卷 (Volume)」中。

為了讓這個機制更靈活、更適應不同的儲存環境，K8s 設計了一套精巧的抽象層。我們可以把它比喻成去餐廳點牛排的過程：

儲存系統的四大金剛

這四個物件協同工作，構成了 K8s 持久化儲存的基礎。

1. CSI Driver (廚房)

Container Storage Interface (CSI) 是一個標準介面，它允許各種第三方儲存廠商（如 AWS, Google, NetApp, Ceph）將自己的儲存系統無縫地接入 K8s，而無需修改 K8s 的核心程式碼。您可以將它理解為 K8s 的「儲存驅動程式」。

2. StorageClass (菜單)

一個 StorageClass (SC) 物件定義了一種「儲存的類型」。它會告訴 K8s 當收到儲存請求時，應該使用哪個 provisioner (即哪個 CSI Driver)，以及在建立儲存時需要傳遞哪些參數（如效能等級 io1、檔案系統類型 xfs 等）。叢集管理者可以定義多個 StorageClass，例如 fast-ssd 和 slow-hdd，以滿足不同應用的需求。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: ebs-sc
provisioner: ebs.csi.aws.com # 指定使用 AWS EBS 的 CSI Driver
parameters:
  type: io1
  iopsPerGB: "50"
  encrypted: "true"

3. PersistentVolumeClaim (訂單)

PersistentVolumeClaim (PVC) 是開發者（使用者）向叢集發出的「儲存請求」。它描述了應用程式需要多大的空間、需要什麼樣的存取模式，以及期望使用哪個 storageClassName。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-app-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: ebs-sc # 指定使用上面定義的 StorageClass
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi # 請求 10 GiB 的儲存空間

4. PersistentVolume (牛排)

PersistentVolume (PV) 代表了叢集中一塊已經被配置好的、實際存在的網路儲存。它包含了儲存的詳細資訊，如容量、存取模式、以及它所屬的 StorageClass。

動態配置 vs. 靜態配置

PV 和 PVC 的互動模式有兩種：

• 動態配置 (Dynamic Provisioning) - 推薦：
  這是最常用、也是推薦的方式。如上面的流程圖所示，管理者只需設定好 CSI Driver 和 StorageClass。開發者提交 PVC 請求後，CSI Driver 會自動地根據 PVC 的要求，去後端儲存系統（如 AWS EBS）建立一塊對應的儲存空間，並將其註冊為一個新的 PV 物件，最後再與 PVC 進行綁定。整個過程全自動完成。

• 靜態配置 (Static Provisioning)：
  在這種模式下，叢集管理者需要手動地預先建立好一批 PV。當開發者提交 PVC 請求時，K8s 會去尋找現有的、尚未被綁定的 PV 中，是否有符合該 PVC 要求的（例如 StorageClass、容量、存取模式），如果找到，就將它們綁定在一起。這種方式較不靈活，通常只在特殊場景下使用。

Access Modes 詳解

Access Mode 定義了 PV 可以被如何掛載。

重要：一個儲存系統是否支援某種 Access Mode，完全取決於其 CSI Driver 的實作。在選擇儲存方案前，務必確認其支援的存取模式。

K8s 的儲存系統雖然初看複雜，但其分層的抽象設計，正是它能夠適應各種複雜環境、實現儲存即服務 (Storage-as-a-Service) 的關鍵。對於正式環境，特別是本地部署 (On-Premises)，深入理解並謹慎選擇儲存方案，是保障資料安全與系統效能的重中之重。