一、StorageClass 动态 PV（存储类）⭐

1. 概念

StorageClass 是集群级别资源，定义 PV 动态创建策略，实现动态供给 PV。

静态 PV：管理员手动一个个创建 PV； 动态 PV：用户仅创建 PVC，指定storageClassName，StorageClass 调用provisioner制备器自动创建 PV 并完成绑定，不用人工维护 PV，大规模集群主流方案。

类比：柜子 (StorageClass)，需要充电宝 (PV) 直接自动弹出，不用人工预先准备。

核心字段

1. provisioner（制备器）：决定调用哪个存储插件，负责真正去后端存储创建 PV。
   • nfs-subdir‑external‑provisioner 标识：fuseim.pri/ifs，NFS 动态供给
   • 云厂商 EBS、AzureDisk、Ceph‑RBD 都有对应 provisioner
2. reclaimPolicy：回收策略（Retain / Delete），PVC 删除后底层存储如何处理
3. volumeBindingMode：卷绑定模式
   • Immediate：PVC 创建立刻创建并绑定 PV（NFS 等不依赖节点存储）
   • WaitForFirstConsumer：等待 Pod 创建才去创建 PV，本地盘、块存储常用
4. allowVolumeExpansion：是否支持 PVC 存储容量在线扩容

NFS 动态供给组件nfs‑client‑provisioner：是一个 Deployment 控制器 Pod

• 持续 watch 监听 PVC 资源事件；
• 需要 ServiceAccount、ClusterRole、ClusterRoleBinding RBAC 权限；
• 收到 PVC 请求，在 NFS 共享目录自动创建子目录，自动生成 PV。

NFS 动态供给完整流程

1. 部署 nfs‑client‑provisioner（SA+RBAC+Deployment+StorageClass）
2. 用户创建 PVC，指定storageClassName: nfs‑storage
3. provisioner 监听到 PVC 事件
4. 在 NFS 服务端共享目录自动生成子目录pvc‑xxxx
5. 自动创建 PV，PVC 与 PV 完成 Bound 绑定
6. Pod 挂载 PVC 使用存储

⚠重要注意：

1. StorageClass 是集群资源，没有 namespace
2. provisioner名称，StorageClass 里面的值必须和 Deployment 环境变量PROVISIONER_NAME完全一致
3. NFS 服务端共享目录权限要放开，否则 provisioner 无法新建子目录

两种使用场景

1. Deployment 使用动态存储：手动写 PVC，Pod 挂载 PVC，多个 Pod 可以共用一套 PVC（NFS 支持 RWX）
2. StatefulSet 使用动态存储：volumeClaimTemplates（卷申领模板）

StatefulSet 的volumeClaimTemplates会为每一个 Pod 自动生成独立 PVC；pod‑0、pod‑1 各自一套 PVC/PV，数据隔离。 ⚠删除 StatefulSet/Pod不会自动删除 PVC（保护数据）；需要手动删除 PVC，才会触发 PV 清理。

回收策略为Delete：只有删除 PVC 才会自动删除 PV 以及后端存储目录；只删工作负载 PVC 保留。

常用命令

kubectl get sc                         #查看存储类
kubectl get pv pvc
kubectl describe sc nfs‑storage

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二、Pod 调度策略：节点亲和 nodeAffinity

作用：基于节点标签控制 Pod 调度到哪些节点；分为硬亲和、软亲和。

给节点打标签

#打标签
kubectl label nodes k8s‑node01 disktype=ssd
#查看节点标签
kubectl get nodes --show‑labels
#删除标签，key后加"-"
kubectl label nodes k8s‑node01 disktype‑

匹配操作符

表格

操作符	含义
In	节点标签值在列表之内
NotIn	节点标签值不在列表之内
Exists	节点存在该标签，不关心 value
DoesNotExist	节点不存在该标签
Gt / Lt	数值大于、小于

1. 硬亲和 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

强制约束！必须满足条件才能调度；没有符合条件节点，Pod 一直 Pending。 IgnoredDuringExecution 含义：Pod 已经运行之后，节点标签后续发生变化，不会驱逐已经运行的 Pod，只在调度阶段生效。

yaml 片段示例

affinity:
  nodeAffinity:
    requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: disktype
          operator: In
          values: ["ssd"]

2. 软亲和 preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

优先满足，不是强制。优先调度到符合条件节点；没有满足条件节点，Pod 依然可以调度其他节点，不会 Pending。

• weight权重：1‑100，数字越大优先级越高。

yaml 片段示例

affinity:
  nodeAffinity:
    preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
    - weight: 100
      preference:
        matchExpressions:
        - key: gpu
          operator: In
          values: ["nvidia8090"]
    - weight: 80
      preference:
        matchExpressions:
        - key: gpu
          operator: In
          values: ["nvidia6090"]

nodeSelector（节点选择器，简单版硬调度）

最简单强制调度，只能精确 key=value 完全匹配，没有 In/Exists 复杂运算符。不匹配则 Pod Pending。

spec:
  nodeSelector:
    disktype: ssd

nodeSelector VS nodeAffinity

• nodeSelector：简单键值对硬匹配，功能弱；
• nodeAffinity：支持 In/NotIn/Exists，支持软硬两种策略，权重，企业生产首选。

✨Pod 调度到指定节点的 4 种方式（⭐）

1. nodeName: 节点名：直接强制指定节点名称，绕过调度器；
2. nodeSelector：简单标签硬匹配；
3. nodeAffinity节点亲和性（硬 / 软）；
4. 污点 + 容忍度：taint+tolerations，允许 Pod 调度到被污点隔离的节点；

拓展：还有 podAffinity/podAntiAffinity（Pod 亲和与反亲和，基于其他 Pod 标签调度）。

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三、污点 Taint & 容忍度 Tolerations⭐

污点 Taint：定义在【节点】上，排斥 Pod； 容忍度 Tolerations：定义在【Pod】上，表示 Pod 可以接受该污点。

逻辑：节点打污点，普通 Pod 没有容忍度，就不能调度到此节点；Pod 配置对应容忍度才允许调度。

污点格式

key=value:effect effect 有三种效果：

表格

effect	说明
NoSchedule	仅影响新 Pod 调度；不容忍的新 Pod 不能调度；已经运行在节点上的 Pod 不会被驱逐。
PreferNoSchedule	尽量避免调度到此节点

day7 K8s 动态 PV 与节点亲和性及污点与容忍度 复习资料

一、StorageClass 动态 PV⭐重点

1. 概念

StorageClass（存储类）是集群级别资源，实现PV 动态供给。

静态 PV：管理员手动一个个创建 PV； 动态 PV：用户只创建 PVC，StorageClass 调用 provisioner 制备器自动创建 PV 并完成绑定，不用人工维护 PV。

类比：充电宝柜机 (StorageClass)，用户 (PVC) 申请，柜子自动弹出充电宝 (PV)。

核心字段

1. provisioner（制备器）：指定存储驱动，决定用什么后端存储 (NFS/Ceph/ 云盘 EBS)
   • nfs 社区制备器：fuseim.pri/ifs（nfs‑subdir‑external‑provisioner）
2. reclaimPolicy：PV 回收策略 Retain / Delete
3. volumeBindingMode：卷绑定模式
   • Immediate：PVC 创建完立刻创建 PV 绑定（NFS 这类与节点无关存储）
4. allowVolumeExpansion：是否支持 PVC 扩容。

nfs‑client‑provisioner 是一个 Deployment 控制器 Pod：

1. watch 监听集群 PVC 资源事件
2. PVC 指定对应 storageClassName，控制器收到请求
3. 在 NFS 共享目录自动创建子目录，自动生成 PV，完成 PVC 绑定。
4. 需要 ServiceAccount、ClusterRole、Role、RBAC 权限，才能操作 PV/PVC/Events。

NFS 动态存储完整组件清单

1. StorageClass 存储类定义
2. ServiceAccount：provisioner Pod 使用的账号
3. ClusterRole + ClusterRoleBinding：集群级权限，管理 PV/PVC/SC/events
4. Role + RoleBinding：用于 leader 选举，操作 endpoints 锁
5. Deployment (nfs‑client‑provisioner)：真正干活的控制器，挂载 NFS 共享目录

使用方式

1. Deployment 使用动态 PV：直接写 PVC，指定storageClassName: nfs‑storage
2. StatefulSet 使用动态 PV：使用volumeClaimTemplates 卷申请模板，每个 Pod 自动生成独立 PVC。

volumeClaimTemplates:
- metadata:
    name: mysql-data
    annotations:
      volume.beta.kubernetes.io/storage-class: "nfs‑storage"
  spec:
    accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
    resources:
      requests:
        storage: 200Mi

⚠重要：删除 StatefulSet 不会自动删除 PVC！为了保护数据；必须手动删除 PVC，才会触发 PV 清理。

• SC 回收策略Delete：删除 PVC，自动删 PV 和 NFS 子目录；
• SC 回收策略Retain：删除 PVC，PV 保留，需要管理员手动删 PV、清理存储目录。

核心命令

kubectl get sc                  #查看storageclass
kubectl get pv,pvc,pod
kubectl describe sc nfs‑storage

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二、Pod 调度：节点亲和性 nodeAffinity

作用：基于节点标签控制 Pod 调度到哪些节点。

1. 两种节点亲和

表格

类型	字段	说明
硬亲和（强制）	requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution	必须满足条件，没有匹配节点，Pod 直接 Pending，不调度
软亲和（优先）	preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution	优先调度满足条件节点；没有满足的节点，Pod 依然可以调度其他节点，不会 Pending；支持weight权重 1‑100，数字越大优先级越高

后缀IgnoredDuringExecution含义：Pod 已经运行起来之后，节点标签发生变化，不会驱逐已经运行的 Pod，只在调度创建 Pod 的时候生效。

操作符（matchExpressions）

表格

操作符	含义
In	节点标签值在列表内
NotIn	节点标签值不在列表内
Exists	节点存在这个标签，不关心 value
DoesNotExist	节点不存在该标签
Gt / Lt	数值大于、小于

nodeSelector（简单节点选择器）

• 最简单硬调度，key‑value完全严格匹配，没有权重、没有复杂操作符。
• 节点标签必须完全等于配置，否则 Pod Pending。

spec:
  nodeSelector:
    disktype: ssd

nodeSelector 对比 nodeAffinity nodeSelector：只能完全相等匹配； nodeAffinity：支持 In/NotIn/Exists/Gt/Lt、支持软硬策略、支持权重，功能更强大。

给节点打标签命令：

kubectl label nodes k8s‑node01 disktype=ssd
kubectl get nodes --show‑labels
#删除标签 key‑
kubectl label nodes k8s‑node01 disktype‑

nodeAffinity 示例片段

spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      #硬亲和，强制必须满足
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: disktype
            operator: In
            values: ["ssd"]
      #软亲和，优先
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight:100
        preference:
          matchExpressions:
          - key: gpu
            operator: In
            values: ["nvidia8090"]

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三、污点 Taint & 容忍度 Tolerations⭐

污点 Taint：定义在【节点】上，排斥 Pod； 容忍度 Tolerations：定义在【Pod】上，允许 Pod 容忍节点污点。

逻辑：节点打污点，普通 Pod 会被排斥；只有 Pod 配置对应容忍度，才允许调度到此节点。

污点格式

key=value:effect

effect 三种效果

表格

effect	作用
NoSchedule	只影响新 Pod 调度；不能容忍污点的新 Pod 不允许调度；已经在节点运行的 Pod 不受任何影响。
PreferNoSchedule	尽量不要调度，非强制，实在没有节点还是可以调度过来。
NoExecute	最严格；不仅新 Pod 不能调度；已经运行在此节点且不容忍该污点的 Pod 会被驱逐（赶走）。

注意：master 控制平面节点默认自带污点，阻止业务 Pod 调度到 master。

污点操作命令

#给节点增加污点
kubectl taint node k8s‑node01 gpu=nvidia4090:NoSchedule
#删除污点，末尾加 "-"
kubectl taint node k8s‑node01 gpu=nvidia4090:NoSchedule‑
#查看节点污点
kubectl describe node k8s‑node01 | grep Taints

Pod 容忍度 Tolerations

两种 operator：

1. Equal：key、value、effect 三者必须全部完全匹配
2. Exists：只匹配 key+effect，忽略 value 值（常用于 master 节点容忍）

yaml 片段示例

spec:
  tolerations:
  - key: "gpu"
    operator: "Equal"
    value: "nvidia4090"
    effect: "NoSchedule"

容忍 master 节点污点示例（Exists）

tolerations:
- key: "node‑role.kubernetes.io/master"
  operator: "Exists"
  effect: "NoSchedule"

⚠重点区分：

• 节点亲和性 nodeAffinity：Pod 主动挑选想要去哪些节点（正向选择）
• 污点 Taint：节点拒绝不想要的 Pod；容忍度 Tolerations：Pod 获得许可，可以突破节点排斥（反向放行） 想要强制 Pod 跑到某特殊节点：亲和性 + 容忍度两者配合；容忍只是消除排斥，不会主动选择节点。

四、Pod 调度到指定节点的 5 种方式（⭐）

1. nodeName：直接写节点名字，强制调度，绕过调度器；

spec:
  nodeName: k8s‑node01

2. nodeSelector：简单标签硬匹配
3. nodeAffinity 节点亲和性：软硬策略、权重、丰富操作符
4. podAffinity /podAntiAffinity Pod 亲和 / 反亲和：基于其他 Pod 标签调度（把 Pod 调度到和别的 Pod 相同 / 不同节点）
5. Taint + Tolerations 污点容忍：解除节点排斥，配合亲和性使用。

五、汇总

1. StorageClass 作用？动态 PV 工作流程？ StorageClass 实现 PV 动态供给，不用管理员手动创建 PV； 流程：用户创建 PVC，指定 storageClassName → provisioner 控制器监听 PVC 事件 → 自动创建底层存储资源、自动生成 PV → PV 与 PVC 自动绑定。
2. StatefulSet 使用 volumeClaimTemplates 注意点？ volumeClaimTemplates 为每一个 Pod 自动生成独立 PVC；删除 StatefulSet 不会删除 PVC，防止丢失业务数据；需要手动删除 PVC 才会触发 PV 回收。
3. nodeAffinity 中 required 和 preferred 区别？

• required（硬亲和）：强制条件，不满足 Pod 直接 Pending，无法调度；
• preferred（软亲和）：优先满足，不满足也能调度其他节点，不会 Pending，weight 设置优先级。 后缀 IgnoredDuringExecution：仅调度生效，节点标签后期变化不会驱逐已经运行的 Pod。

4. Taint 三种 effect 区别？

• NoSchedule：仅阻止新 Pod 调度；已运行 Pod 不受影响
• PreferNoSchedule：尽量避免，非强制
• NoExecute：新 Pod 禁止调度，同时驱逐节点上不匹配容忍度的正在运行 Pod。

5. 污点与容忍度和节点亲和的区别？ 节点亲和：Pod 主动挑选节点（正向，我要去哪里）； 污点：节点排斥 Pod；容忍度：Pod 拿到许可，消除排斥（反向，允许我可以去被排斥的节点）。容忍度不会主动选择节点，仅解除排斥，一般要配合亲和性使用。
6. Pod 调度到指定节点有哪几种方式？ nodeName、nodeSelector、nodeAffinity、podAffinity/podAntiAffinity、taint+tolerations。

六、核心命令汇总

#存储类
kubectl get sc
kubectl describe sc xxx

#节点标签
kubectl label nodes <node> key=value
kubectl get nodes --show‑labels

#污点
kubectl taint node xxx key=val:effect
kubectl describe node xxx | grep Taints

#排错看调度事件
kubectl describe pod xxx