K8S中MySQL配置持久化存储

在 Kubernetes 中为有状态应用（如 MySQL）配置持久化存储，需结合 StatefulSet 、 PersistentVolumeClaim (PVC) 和 StorageClass ，确保数据在 Pod 重启或迁移时不会丢失。以下是详细步骤和最佳实践：

一、核心组件选择

二、配置步骤（以 MySQL 为例）

1. 创建 StorageClass（可选，若需动态供应）

如果是云环境（如 AWS、GCP），通常已有默认 StorageClass。若需自定义（例如本地存储），需手动配置：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: mysql-storage
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs  # 根据环境调整（如 rook-ceph、local）
parameters:
  type: gp3                         # AWS EBS 类型（或 SSD、HDD）
reclaimPolicy: Retain               # 删除 PVC 后保留 PV 和数据
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer  # 延迟绑定到 Pod 调度节点

2. 定义 StatefulSet 和 PVC 模板

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
spec:
  serviceName: mysql-headless     # Headless Service 用于 Pod 发现
  replicas: 1                     # 单节点示例（生产环境建议集群化）
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
        - name: mysql
          image: mysql:8.0
          env:
            - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
              value: "your-root-password"
          ports:
            - containerPort: 3306
          volumeMounts:
            - name: mysql-data
              mountPath: /var/lib/mysql  # MySQL 数据目录
  volumeClaimTemplates:           # 自动为每个 Pod 创建 PVC
    - metadata:
        name: mysql-data
      spec:
        accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
        storageClassName: mysql-storage  # 使用自定义 StorageClass
        resources:
          requests:
            storage: 20Gi               # 根据需求调整容量

3. 创建 Headless Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql-headless
spec:
  clusterIP: None   # Headless Service 无 ClusterIP
  selector:
    app: mysql
  ports:
    - port: 3306

三、关键配置说明

1. 存储访问模式 ( accessModes )

• ReadWriteOnce (RWO) ：单节点读写（适合单实例 MySQL）。
• ReadWriteMany (RWX) ：多节点读写（适用于分布式数据库如 Cassandra）。
• ReadOnlyMany (ROX) ：多节点只读。

2. 持久化路径

• MySQL 默认数据目录为 /var/lib/mysql ，必须挂载到持久化卷。
• 挂载其他路径（如配置文件）需额外配置。

3. 动态供应 vs 静态供应

• 动态供应 （推荐）：通过 StorageClass 自动创建 PV。
• 静态供应 ：手动创建 PV 并绑定 PVC（适合本地存储或无云厂商环境）。

四、生产环境优化

1. 高可用配置

• MySQL 集群 ：使用 Galera Cluster 或 Group Replication，配合多副本 StatefulSet。
• 跨可用区存储 ：配置 StorageClass 支持多 AZ（如 AWS EBS 需结合 topologyKey: topology.kubernetes.io/zone ）。

2. 备份与恢复

• 定期快照 ：使用云厂商快照工具（如 AWS EBS Snapshot）或 Velero。
• 逻辑备份 ：通过 CronJob 执行 mysqldump 并存储到对象存储（如 S3）。

3. 监控与告警

• 监控 PV/PVC 使用率（Prometheus + kubelet 指标）。
• 设置 PVC 容量不足的告警规则。

五、验证流程

1. 部署验证

   kubectl apply -f mysql-statefulset.yaml
   kubectl get statefulset,pvc,pod -l app=mysql

   • 确认 PVC 状态为 Bound ，Pod 运行正常。

2. 数据持久化测试

   • 进入 MySQL Pod 写入测试数据：

     kubectl exec -it mysql-0 -- mysql -u root -p
     CREATE DATABASE test;

   • 删除 Pod 并观察 StatefulSet 自动重建：

     kubectl delete pod mysql-0
     kubectl exec -it mysql-0 -- mysql -u root -p -e "SHOW DATABASES;"  # 确认 test 库存在

3. 故障恢复测试

   • 模拟节点故障，观察 Pod 重新调度到其他节点后数据是否保留。

六、常见问题

1. PVC 无法绑定

• 检查 StorageClass 是否存在且配置正确。
• 确认 PV 的容量和访问模式与 PVC 匹配。

2. 数据写入性能差

• 使用 SSD 类型 StorageClass（如 AWS gp3 或 io2 ）。
• 调整文件系统挂载参数（如 ext4 的 discard 选项）。

3. 存储资源不足

• 设置 ResourceQuota 限制命名空间存储使用量。
• 启用 PVC 扩容功能（需存储驱动支持）。

总结

通过 StatefulSet + PVC + StorageClass 的组合，可为 MySQL 等有状态应用提供稳定的持久化存储，同时结合高可用、备份和监控策略，确保生产环境的可靠性和数据安全。实际部署时需根据业务需求调整存储类型、容量和访问模式。