Logo Craft Homelab Docs Контакты Telegram
Трендовые github проекты в нашем телеграм канале. Подпишись →
4 марта 2026 г.

Kubernetes storage: PV, PVC, StorageClass

Kubernetes управляет хранилищем через три абстракции: StorageClass описывает тип диска, PVC запрашивает нужный объём, PV — реальный диск, который создаётся автоматически. Stateful приложения (базы данных, очереди, файловые хранилища) работают в Kubernetes именно через эту модель.

Контейнеры ephemeral: данные внутри исчезают при перезапуске пода. Для баз данных и других stateful приложений нужны тома, которые живут независимо от пода. Kubernetes предоставляет несколько уровней абстракции для этого.

Key Takeaways

  • StorageClass с WaitForFirstConsumer создаёт диск там, где запланирован под — критично для зональных дисков в облаке
  • volumeClaimTemplates в StatefulSet автоматически создаёт отдельный PVC для каждого пода — данные изолированы
  • reclaimPolicy: Retain сохраняет диск при удалении PVC; Delete удаляет — выбирайте осознанно
  • ReadWriteMany для shared storage требует NFS, CephFS или EFS; обычные блочные диски поддерживают только ReadWriteOnce
  • Velero делает бэкапы PV через VolumeSnapshot API — тестируйте восстановление, а не только создание

Три абстракции хранилища

PersistentVolume (PV) — физическое хранилище: диск на ноде, NFS-шара, облачный диск. Создаётся администратором вручную или динамически через StorageClass.

PersistentVolumeClaim (PVC) — запрос на хранилище от пода. Указывает размер, тип доступа и StorageClass. Kubernetes находит подходящий PV или создаёт новый.

StorageClass — шаблон для динамического создания PV. Абстрагирует тип хранилища (SSD, HDD, network) от приложения.

StorageClass и динамическое выделение

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: fast-ssd
  annotations:
    storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "true"
provisioner: pd.csi.storage.gke.io    # Google Persistent Disk CSI
parameters:
  type: pd-ssd
  replication-type: regional-pd       # репликация между зонами
reclaimPolicy: Retain                 # не удалять диск при удалении PVC
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer  # создать диск там, где под
allowVolumeExpansion: true            # разрешить расширение без пересоздания

WaitForFirstConsumer откладывает создание диска до момента, когда планировщик выберет ноду для пода. Это критично для зональных дисков: AWS EBS и GCP PD привязаны к зоне. Если PVC создаётся сразу (Immediate), диск может оказаться в другой зоне, чем под — и под не запустится.

Для AWS:

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: gp3-ssd
provisioner: ebs.csi.aws.com
parameters:
  type: gp3
  iops: "3000"
  throughput: "125"
reclaimPolicy: Retain
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
allowVolumeExpansion: true

PVC и использование в поде

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: postgres-data
spec:
  storageClassName: fast-ssd
  accessModes:
    - ReadWriteOnce   # один под на чтение/запись
  resources:
    requests:
      storage: 50Gi
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: postgres
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: postgres
  serviceName: postgres
  template:
    metadata:
      labels:
        app: postgres
    spec:
      containers:
        - name: postgres
          image: postgres:16-alpine
          env:
            - name: PGDATA
              value: /var/lib/postgresql/data/pgdata
          volumeMounts:
            - name: data
              mountPath: /var/lib/postgresql/data
      volumes:
        - name: data
          persistentVolumeClaim:
            claimName: postgres-data

Режимы доступа

  • ReadWriteOnce (RWO) — монтируется для чтения/записи одним подом. Блочные диски: AWS EBS, GCP Persistent Disk.
  • ReadOnlyMany (ROX) — много подов читают, никто не пишет. NFS, CephFS.
  • ReadWriteMany (RWX) — много подов читают и пишут одновременно. NFS, CephFS, AWS EFS. Нужен для shared uploads, конфигурационных файлов, shared caches.
  • ReadWriteOncePod (RWOP) — монтируется строго одним подом (не одной нодой). Kubernetes 1.22+.

Блочные диски (AWS EBS, GCP PD) поддерживают только ReadWriteOnce. Если нужен ReadWriteMany — используйте NFS или облачный файловый сервис.

StatefulSet и volumeClaimTemplates

StatefulSet автоматически создаёт отдельный PVC для каждого пода через volumeClaimTemplates:

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: redis-cluster
spec:
  replicas: 3
  serviceName: redis
  selector:
    matchLabels:
      app: redis
  template:
    metadata:
      labels:
        app: redis
    spec:
      containers:
        - name: redis
          image: redis:7-alpine
          command: ["redis-server", "--appendonly", "yes", "--save", "60", "1"]
          ports:
            - containerPort: 6379
          volumeMounts:
            - name: data
              mountPath: /data
  volumeClaimTemplates:
    - metadata:
        name: data
      spec:
        storageClassName: fast-ssd
        accessModes: [ReadWriteOnce]
        resources:
          requests:
            storage: 10Gi

Каждый под (redis-cluster-0, redis-cluster-1, redis-cluster-2) получит свой PVC (data-redis-cluster-0, data-redis-cluster-1, data-redis-cluster-2). При удалении StatefulSet PVC не удаляются — данные сохраняются. Это поведение не изменить без явного удаления PVC.

CSI драйверы

Container Storage Interface — стандарт для подключения внешних хранилищ. CSI-драйверы устанавливаются как обычные Kubernetes workloads и не требуют изменений кубера:

# AWS EBS CSI
helm repo add aws-ebs-csi-driver https://kubernetes-sigs.github.io/aws-ebs-csi-driver
helm install aws-ebs-csi-driver aws-ebs-csi-driver/aws-ebs-csi-driver \
  --namespace kube-system

# Longhorn (локальное распределённое хранилище)
helm repo add longhorn https://charts.longhorn.io
helm install longhorn longhorn/longhorn \
  --namespace longhorn-system \
  --create-namespace

Популярные CSI-драйверы:

  • ebs.csi.aws.com — AWS EBS
  • pd.csi.storage.gke.io — Google Persistent Disk
  • disk.csi.azure.com — Azure Managed Disk
  • rook-ceph.rbd.csi.ceph.com — Ceph RBD в самом кластере
  • driver.longhorn.io — распределённое хранилище на локальных дисках нод

Volume Snapshots

Kubernetes поддерживает создание снапшотов через VolumeSnapshot API:

# Создать снапшот
apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshot
metadata:
  name: postgres-snapshot-2026-03-04
spec:
  volumeSnapshotClassName: csi-aws-vsc
  source:
    persistentVolumeClaimName: postgres-data
---
# Восстановить PVC из снапшота
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: postgres-data-restored
spec:
  dataSource:
    name: postgres-snapshot-2026-03-04
    kind: VolumeSnapshot
    apiGroup: snapshot.storage.k8s.io
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 50Gi

Бэкапы через Velero

Velero — стандартное решение для бэкапа PV и Kubernetes-ресурсов:

# Установка
velero install \
  --provider aws \
  --plugins velero/velero-plugin-for-aws:v1.9.0 \
  --bucket my-backup-bucket \
  --backup-location-config region=eu-central-1

# Создать бэкап namespace с PV
velero backup create prod-backup \
  --include-namespaces production \
  --snapshot-volumes

# Расписание: каждый день в 2:00
velero schedule create daily-backup \
  --schedule="0 2 * * *" \
  --include-namespaces production \
  --ttl 720h    # хранить 30 дней

# Проверить бэкапы
velero backup get

# Восстановление
velero restore create --from-backup prod-backup

Velero сохраняет и восстанавливает не только данные на дисках, но и все Kubernetes-объекты: Deployment, ConfigMap, Service, PVC. Тестируйте восстановление в staging регулярно — бэкап, который никто не проверял, это ненадёжный бэкап.

Расширение томов

Если в StorageClass включён allowVolumeExpansion: true, PVC можно расширить без пересоздания:

# Увеличить размер с 50Gi до 100Gi
kubectl patch pvc postgres-data -p '{"spec": {"resources": {"requests": {"storage": "100Gi"}}}}'

# Проверить статус расширения
kubectl describe pvc postgres-data
# Conditions: ...FileSystemResizePending -> ResizeFinished

Уменьшение тома не поддерживается — только увеличение.

Итог

Kubernetes Storage Model даёт надёжное хранилище для stateful workloads через три уровня: StorageClass определяет тип диска, PVC запрашивает ресурс, StatefulSet управляет жизненным циклом подов и томов. Ключевые моменты: reclaimPolicy: Retain для защиты данных, WaitForFirstConsumer для зональных дисков, VolumeSnapshot для быстрых бэкапов.

Следующий шаг — безопасность Kubernetes: RBAC, Pod Security.

Читайте также

Docker best practices 2026, Оптимизация образов
Kubernetes: networking, Ingress, NetworkPolicy
Kubernetes: security, RBAC, PodSecurityPolicy
Helm: создание чартов, Templates, hooks, tests
timeweb-cloud