# ⚙️ StorageClass và dynamic provisioning
## Mục tiêu bài học
Sau bài này, bạn phải làm được 3 việc sau mà không cần mở tài liệu:
1. Tạo một **StorageClass** bằng manifest và giải thích được 4 trường quan trọng: `provisioner`, `reclaimPolicy`, `volumeBindingMode`, `allowVolumeExpansion`.
2. Tạo **PVC cấp phát động** (dynamic provisioning) và biết chắc khi nào PVC `Pending` là bình thường, khi nào là lỗi.
3. Đặt **default StorageClass** cho cluster bằng một lệnh `kubectl patch`, và biết cách gỡ default khỏi class cũ.
> [!NOTE]
> **Ôn lại nhanh 2 câu từ bài trước:** PV là tài nguyên cluster-scoped do admin tạo tay (static), PVC là "đơn xin" trong namespace và bind vào PV theo `storageClassName` + `accessModes` + dung lượng. PV tạo tay mặc định `reclaimPolicy: Retain`.
>
> Bài này bỏ bước "admin tạo PV tay": ta để **provisioner tự tạo PV** khi có PVC. Đó chính là dynamic provisioning.
Sơ đồ luồng bạn cần nhớ:
```mermaid
flowchart LR
POD["🚀
Pod"] --> PVC["📦
PVC"]
PVC --> SC["⚙️
StorageClass"]
SC --> PROV["🔧
Provisioner"]
PROV --> PV["💾
PV pvc-xxxx"]
PV -.-> PVC
```
## Ví dụ từng bước: từ StorageClass đến PVC Bound
Lab dưới đây chạy trên cluster local (kind hoặc minikube). Điểm mấu chốt: **`provisioner` phải là provisioner có thật trong cluster của bạn**, không được bịa tên.
### Bước 1: Xem cluster đang có gì (30 giây)
```bash
kubectl get sc
```
Kết quả dạng:
```
NAME PROVISIONER RECLAIMPOLICY VOLUMEBINDINGMODE ALLOWVOLUMEEXPANSION AGE
standard (default) rancher.io/local-path Delete WaitForFirstConsumer false 12d
```
Ghi lại 2 thứ: **tên provisioner** và **class nào đang là `(default)`**. Trong toàn bộ bài này, chỗ nào thấy `rancher.io/local-path` thì thay bằng provisioner lab của bạn (ví dụ `k8s.io/minikube-hostpath`, `kubernetes.io/aws-ebs`, `pd.csi.storage.gke.io`).
### Bước 2: Viết manifest StorageClass
```yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: fast
provisioner: rancher.io/local-path
reclaimPolicy: Delete
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
```
Giải thích nhanh 4 trường (đây là 4 câu hỏi thi hay gặp):
| Trường | Ý nghĩa | Giá trị hay dùng |
| --- | --- | --- |
| `provisioner` | Driver tạo volume thật | lấy từ `kubectl get sc` |
| `reclaimPolicy` | Xóa PVC thì PV bị xử lý sao | `Delete` (mặc định khi tạo động) hoặc `Retain` |
| `volumeBindingMode` | Khi nào provision | `Immediate` (mặc định) hoặc `WaitForFirstConsumer` |
| `allowVolumeExpansion` | Cho phép tăng dung lượng PVC | `true` nếu provisioner hỗ trợ |
### Bước 3: Apply và kiểm tra
```bash
kubectl apply -f fast-sc.yaml
kubectl get sc fast
```
### Bước 4: Tạo PVC dùng class đó
```yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: data-fast
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
storageClassName: fast
resources:
requests:
storage: 1Gi
```
```bash
kubectl apply -f pvc.yaml
kubectl get pvc data-fast
```
Vì `fast` dùng `WaitForFirstConsumer`, PVC sẽ **`Pending`**, và đó là hành vi đúng. Đừng vội sửa gì cả.
> [!WARNING]
> ==PVC `Pending` với `WaitForFirstConsumer` là bình thường, không phải lỗi.== Provisioner cố tình chờ để biết Pod sẽ chạy ở node nào rồi mới tạo volume ở đúng node đó. Đây là lý do `kubectl describe pvc` sẽ ghi event kiểu `waiting for first consumer to be created before binding`.
### Bước 5: Tạo Pod để "kích hoạt" provisioning
```yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: web
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.25
volumeMounts:
- name: data
mountPath: /usr/share/nginx/html
volumes:
- name: data
persistentVolumeClaim:
claimName: data-fast
```
```bash
kubectl apply -f pod.yaml
kubectl get pvc data-fast
kubectl get pv
```
Bây giờ PVC chuyển `Bound`, và một PV tên dạng `pvc-1f3a...` xuất hiện. Bạn **không hề viết manifest cho PV đó**: provisioner đã tạo hộ.
### Bước 6: Đặt `fast` làm default class
```bash
kubectl patch storageclass fast \
-p '{"metadata":{"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"true"}}}'
kubectl patch storageclass standard \
-p '{"metadata":{"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"false"}}}'
kubectl get sc
```
Giờ `fast` có chữ `(default)`. Từ đây, PVC nào **không ghi `storageClassName`** sẽ tự dùng `fast`.
### Bước 7: Dọn dẹp
```bash
kubectl delete pod web
kubectl delete pvc data-fast
kubectl get pv # PV pvc-xxxx biến mất vì reclaimPolicy: Delete
```
## Luyện tập có hướng dẫn
Làm lần lượt, mỗi bài tự bấm lệnh verify trước khi mở đáp án. Tổng thời gian khoảng 15 phút.
### Bài 1 (2 phút): Đọc cluster như người thi
**Yêu cầu:** Cho biết tên các StorageClass, provisioner của từng class, và class nào là default.
```bash
kubectl get sc
kubectl get sc -o yaml | grep -E "name:|provisioner:|is-default-class"
```
Đáp án và mẹo
`kubectl get sc` đã in sẵn chữ `(default)` cạnh tên class mặc định, không cần jsonpath. Trong phòng thi, đây là bước bạn nên làm **trước khi** viết bất kỳ manifest storage nào, vì đề thường cho sẵn class và chỉ yêu cầu PVC + Pod.
Đáp án
```yaml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: sc-immediate
provisioner: rancher.io/local-path
volumeBindingMode: Immediate
```
```bash
kubectl apply -f sc-immediate.yaml
kubectl create -f - <<'EOF'
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-imm
spec:
accessModes: ["ReadWriteOnce"]
storageClassName: sc-immediate
resources:
requests:
storage: 500Mi
EOF
kubectl get pvc pvc-imm
```
PVC lên `Bound` ngay, PV `pvc-...` xuất hiện ngay, dù chưa có Pod nào. Đây chính là khác biệt cốt lõi so với bài 3.
Đáp án
```bash
kubectl get pvc pvc-wffc # Pending
kubectl describe pvc pvc-wffc | tail -5 # waiting for first consumer
kubectl run tmp --image=nginx:1.25 --restart=Never --overrides='
{"spec":{"containers":[{"name":"tmp","image":"nginx:1.25",
"volumeMounts":[{"name":"d","mountPath":"/data"}]}],
"volumes":[{"name":"d","persistentVolumeClaim":{"claimName":"pvc-wffc"}}]}}'
kubectl get pvc pvc-wffc # Bound sau vài giây
```
Đáp án
```bash
kubectl patch storageclass sc-immediate \
-p '{"metadata":{"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"true"}}}'
kubectl patch storageclass standard \
-p '{"metadata":{"annotations":{"storageclass.kubernetes.io/is-default-class":"false"}}}'
```
PVC không ghi `storageClassName` sẽ được admission controller gán `sc-immediate` vào `spec.storageClassName`. Lưu ý: cluster **có thể** có nhiều class cùng đánh dấu default, Kubernetes không chặn, nhưng class default được tạo sau cùng sẽ thắng, và đây là nguồn lỗi rất khó chịu trong đề thi.
Đáp án
```yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc-noclass
spec:
accessModes: ["ReadWriteOnce"]
storageClassName: ""
resources:
requests:
storage: 100Mi
```
Chuỗi rỗng là tín hiệu rõ ràng "tôi không muốn dynamic provisioning". PVC này chỉ bind được với một PV **không có** `storageClassName`. Cluster của bạn gần như chắc chắn không có PV như vậy, nên PVC `Pending` vĩnh viễn. Đây là bẫy kinh điển: bỏ trống `storageClassName` và đặt `storageClassName: ""` là hai chuyện hoàn toàn khác nhau.
Đáp án
```bash
kubectl patch storageclass sc-immediate \
-p '{"allowVolumeExpansion":true}'
```
Nếu PVC vẫn `500Mi` hoặc event báo `does not support expansion`, nguyên nhân là **provisioner** không hỗ trợ resize (các provisioner dựa trên hostPath/local-path thường vậy), chứ không phải bạn gõ sai. Bài học: `allowVolumeExpansion` là điều kiện **cần**, không phải điều kiện **đủ**.
Đáp án
Với `reclaimPolicy: Delete` (mặc định của PV tạo động), PV bị xóa theo, dữ liệu mất sạch. Với `Retain`, PV còn lại và chuyển trạng thái `Released`, nhưng **PVC mới không bind lại được** vào PV đó cho tới khi bạn tự tay xóa PV và tạo lại (hoặc gỡ `claimRef`).
Quan trọng: đổi `reclaimPolicy` trên StorageClass **không hồi tố**. PV đã tạo vẫn giữ giá trị cũ trong `spec.persistentVolumeReclaimPolicy`.