一、前言

本文主要以下几方面介绍k8s中的StorageClass:

什么是StorageClass
为什么要引入StorageClass
StorageClass实现方式
定义StorageClass

二、什么是StorageClass

StorageClass（存储类）是用于定义在Kubernetes集群中创建持久卷（Persistent Volume）的类型和行为的对象。在Kubernetes中，持久卷是一种抽象层，用于将存储资源（例如磁盘）与容器解耦，从而实现数据的持久性和可靠性。

StorageClass定义了不同类型的存储提供商、存储卷的属性和行为，以及如何将这些存储卷绑定到动态分配的持久卷请求。通过使用StorageClass，Kubernetes管理员可以为不同的应用程序或工作负载配置不同的存储策略。

每个 StorageClass 都包含 provisioner、parameters 和 reclaimPolicy 字段，这些字段会在 StorageClass 需要动态制备 PersistentVolume 时会使用到。

StorageClass可以定义以下属性：

volumeBindingMode：指定持久卷绑定模式，可以是”Immediate”或”WaitForFirstConsumer”。”Immediate”表示持久卷将立即绑定到声明的请求，而”WaitForFirstConsumer”表示持久卷将等待第一个消费者使用它之前才进行绑定
provisioner：指定用于创建持久卷的存储提供商。不同的存储提供商可能具有不同的实现和配置要求
parameters：存储提供商特定的参数，用于配置持久卷的创建和属性。例如，可以指定存储容量、存储类别、访问模式等
reclaimPolicy：指定在释放持久卷时应如何处理底层存储资源。可以选择”Retain”（保留）、”Delete”（删除）或”Recycle”（回收）
MountOptions：通过StorageClass动态创建的PV可以使用MountOptions指定挂载参数。如果指定的卷插件不支持指定的挂载选项，就不会被创建成功，因此在设置时需要进行确认。
AllowVolumeExpansion：是否允许对PV进行扩容，需要后端存储支持，一般不推荐进行缩容

注意:StorageClass 对象的命名很重要，用户使用这个命名来请求生成一个特定的类。当创建 StorageClass 对象时，管理员设置 StorageClass 对象的命名和其他参数，一旦创建了对象就不能再对其更新。

三、为什么要引入StorageClass

虽然使用PV和PVC能屏蔽一些存储使用上的细节，降低了存储使用的复杂度，但是也会有另一个问题无法解决。当公司Kubernetes集群很多，并且使用它们的技术人员过多时，对于PV的创建是一个很耗时、耗力的工作，并且达到一定规模后，过多的PV将难以维护。所以就需要某种机制用于自动管理PV的生命周期，比如创建、删除、自动扩容等，于是Kubernetes就设计了一个名为StorageClass（缩写为SC，没有命名空间隔离性）的东西，通过它可以动态管理集群中的PV，这样Kubernetes管理员就无须浪费大量的时间在PV的管理中。

在Kubernetes中，管理员可以只创建StorageClass“链接”到后端不同的存储，比如Ceph、GlusterFS、OpenStack的Cinder、其他公有云提供的存储等，之后有存储需求的技术人员，创建一个PVC指向对应的StorageClass即可，StorageClass会自动创建PV供Pod使用，也可以使用StatefulSet的volumeClaimTemplate自动分别为每个Pod申请一个PVC。

四、StorageClass实现方式

StorageClass的实现方式取决于Kubernetes集群所使用的存储插件和存储提供商。不同的存储插件和提供商可能有不同的实现细节和配置要求。

针对不同厂商的存储管理，k8s编写相应的代码。而不同厂商为了适配k8s，都会提供一个驱动(CSI或者Fiex Volume)安装到k8s集群中，然后StorageClass只需要配置该驱动即可，驱动器会代替StorageClass管理存储。

每个 StorageClass 都有一个制备器（Provisioner），用来决定使用哪个卷插件制备 PV。该字段必须指定。

卷插件	内置制备器	配置示例
AWSElasticBlockStore	✓	AWS EBS
AzureFile	✓	Azure File
AzureDisk	✓	Azure Disk
CephFS	–	–
Cinder	✓	OpenStack Cinder
FC	–	–
FlexVolume	–	–
GCEPersistentDisk	✓	GCE PD
iSCSI	–	–
NFS	–	NFS
RBD	✓	Ceph RBD
VsphereVolume	✓	vSphere
PortworxVolume	✓	Portworx Volume
Local	–	Local

五、定义StorageClass

下面演示一个基本的StorageClass配置，用于使用gp2类型创建AWS EBS卷，允许卷扩展，保留存储资源，并使用立即绑定。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: standard
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
parameters:
  type: gp2
reclaimPolicy: Retain
allowVolumeExpansion: true
mountOptions:
  - debug
volumeBindingMode: Immediate

上面参数说明如下:

apiVersion: 指定了StorageClass对象的API版本。在此示例中，为storage.k8s.io/v1
kind: 指定了对象的类型，在此示例中为StorageClass
metadata: 包含了有关StorageClass的元数据信息，例如StorageClass的名称（在此示例中为standard）
provisioner: 指定了负责创建持久卷的提供程序。在此示例中，为kubernetes.io/aws-ebs，表示使用AWS Elastic Block Store（EBS）提供程序。
parameters:包含了特定于提供程序的参数，用于配置创建的持久卷的属性。在此示例中，type参数设置为gp2，表示使用AWS EBS的通用目的SSD（gp2）卷类型。
reclaimPolicy: 指定了在释放持久卷时如何处理底层存储资源。在此示例中，设置为Retain，表示即使删除了PersistentVolumeClaim（PVC），与持久卷关联的存储资源也会保留。
allowVolumeExpansion: 指示是否允许对从此StorageClass创建的持久卷进行扩展。在此示例中，设置为true，启用卷扩展功能,
mountOptions：指定在挂载持久卷时传递给底层存储的挂载选项。在此示例中，指定了debug选项。
volumeBindingMode: 定义了持久卷的绑定模式。在此示例中，设置为Immediate，表示持久卷将立即绑定到请求的PVC