存储相关概念PV、PVC、StorageClass？

PV: 描述持久化存储数据卷（存储类型、挂载目录、远程存储服务器地址等）
PVC: 描述Pod希望使用的持久化存储的属性（存储大小、读写权限等）
StorageClass: 创建PV的模板，包含两方面内容：PV的属性（存储类型、大小等）；创建PV的存储插件信息（例如ceph）

PVC与PV是如何进行绑定的？

1. spec字段：PV的存储大小必须满足PVC的要求；
2. StorageClass: PV与PVC的StorageClass字段必须一样；

VolumeController有哪些功能？

1. PersistentVolumeController: 不断监听每个PVC，如果未绑定pv,则遍历所有可用PV与未绑定的PVC进行绑定（所谓绑定，就是将PV对象的名字填在PVC.spec.volumeName字段上）
2. AttachDetachController: 不断检查每个Pod对应的PV,与Pod所在虚拟机的挂载情况，从而对PV执行Attach\Detach操作。
3. VolumeManagerReconciler: 运行在每个节点，但独立于kubelet主循环外的Goroutine。

容器挂载持久化存储的两阶段处理

1. 第一阶段：Attach。pod调度到节点上，当前节点的kubelet会根据Volume类型为pod创建Volume,如果是远程块存储，kubelet会调用存储接口创建远程磁盘并挂载到当前节点(/dev/sdb)。
2. 第二阶段，Mount。kubelet格式化挂载的磁盘，并此磁盘挂载到宿主机的容器目录（/var/lib/kubelet/pods/<podID>/volumes）。

NFS较为简单，Attach的操作跳过（对于NFS来说，并无磁盘挂载虚拟机）

之后，kubelet将volume目录通过CRI中的Mounts参数传递给容器运行时（如，docker）,就可以为Pod里的容器挂载持久化存储了。

删除PV时，需要执行什么操作？

1. Unmount
2. Detach

StorageClass存在的意义

手动创建维护PV的工作太庞杂，因此K8S提供了自动创建PV的机制Dynamic Provisioning机制。而StorageClass就是其工作机制的核心。

1. 充当PV的模板，且只有StorageClass相同的PV与PVC才能绑定在一起；
2. 指定PV的存储插件（Provisioner），当存储插件支持Dynamic Provisioning机制时，实现PV的自动创建。

LocalPath模式如何避免pv与pvc的绑定过程与Pod的调度过程冲突？

在StorageClass的定义时，声明属性volumeBindingMode=WaitForFirstConsumer（延迟绑定），即pv与pvc的绑定延迟到pod调度之后，这样就不会与pod的调度策略冲突。

延迟绑定为什么与Dynamic Provisioning机制冲突？

因为Dynamic Provisioning机制会调用pvc指定的sc中的provisioner自动创建pv,一旦pv创建则固定node

K8S存储方案的演进过程是？

1. Volume Plugins：k8s早期版本中Volume Plugins是用于提供持久化存储的主要方式，由K8S核心团队维护。
   缺点：新的存储类型、功能很难被引入和部署。

2. FlexVolume: K8S-v1.8引入的一种存储插件扩展方式。外部插件以二进制文件与配置，并实现一定接口(init\attach\detach\waitforattach\isattached\mountdevice\unmountdevice\mount\unmount),kubelet通过插件在宿主机上执行接口命令。(FlexVolume仅仅是两阶段的执行者，无法管理pv的生命周期)
   缺点：1. 不支持DynamicProvisioning; 2. FlexVolume每一次对插件可执行文件的调用是独立的，mount时的上下文无法在unmount时复用。
   

3. CSI：设计思想，**把Dynamic Provision，以及 Kubernetes 里 的一部分存储管理功能，从主干代码里剥离出来，做成了几个单独的组件。**这些组件会监听API-Server与存储相关的变化，来执行具体的存储管理动作。这些管理动作(如arrach\mount阶段)实际是通过调用csi插件完成。
   

   • External Components(由K8S社区维护): K8S项目中剥离的存储管理功能；

     • Driver Register: 负责将插件注册到kubelet
     • External Provisioner: 监听PVC对象，当PVC创建时调用CSI Controller的CreateVolume方法创建PV（公有云则调用公有云的API,）完成Provision阶段；
     • External Attacher: 监听VolumeAttechment对象，当其创建时调用CSI Controller的ControllerPublish方法，完成对应volume的Attach阶段;

     以上三个组件会作为sidecar的形式与CSI插件位于同一个Pod中

   • Custom Components(CSI插件):

     • CSI Identity：对外暴露插件本身的信息
     • CSI Controller(Master节点): 定义对 CSI Volume（对应 Kubernetes 里的 PV）的管理接口(Create\Delete\Attach\Detach\Snapshot等)，调用它的服务是
     • CSI Node(Node节点)：是由Kubelet的VolumeManagerReconciler 控制循环检测，并调用CSI Node的Mount完成磁盘格式化、挂载指定目录（Mount阶段）。

Docker与K8S有哪几种存储类型？

Docker容器有：

1. BindMount: 外部宿主机的磁盘存储到内部容器存储的映射关系。即存储位置局限在宿主机，存储介质只是物理磁盘，存储管理只有映射关系。

2. VolumeMount:

K8S容器编排存储：

1. 普通Volume: 只用来提供共享的存储资源，声明周期与Pod相同
2. PV: 生命周期与pod无关

Kubelet主循环

kubelet 主控制循环（Kubelet Sync Loop）

设计原则：主控制循环绝对不可以被 block。