本地持久化存储

本地持久化卷允许用户通过标准 PVC 接口以简单便携的方式访问本地存储。PV 中包含系统用于将 Pod 安排到正确节点的节点亲和性信息。

一旦配置了本地卷,外部静态配置器(provisioner)可用于帮助简化本地存储管理。请注意,本地存储配置器与大多数配置器不同,并且尚不支持动态配置。相反,它要求管理员预先配置每个节点上的本地卷,并且这些卷应该是:

  1. Filesystem volumeMode(默认)PV—— 将它们挂载到发现目录下。
  2. Block volumeMode PV——在发现目录下为节点上的块设备创建一个符号链接。

配置器将通过为每个卷创建和清除 PersistentVolumes 来管理发现目录下的卷。

配置要求

  • 本地卷插件希望路径稳定,包括在重新启动时和添加或删除磁盘时。
  • 静态配置器仅发现挂载点(对于文件系统模式卷)或符号链接(对于块模式卷)。对于基于目录的本地卷必须绑定到发现目录中。

版本兼容性

推荐配置器版本与Kubernetes版本

Provisioner version K8s version Reason
2.1.0 1.10 Beta API default, block
2.0.0 1.8, 1.9 Mount propagation
1.0.1 1.7

K8s功能状态

另请参阅已知问题CHANGELOG

1.10:Beta

  • 添加了新的 PV.NodeAffinity 字段。
  • 重要: Alpha PV NodeAffinity annotation 已弃用。用户必须手动更新其 PV 以使用新的 NodeAffinity字段或运行一次性更新作业
  • Alpha:添加了对 raw block 的支持。

1.9:Alpha

  • 新的 StorageClass volumeBindingMode 参数将延迟PVC绑定,直到 pod 被调度。

1.7:Alpha

  • 新的local PersistentVolume 源,允许指定具有 node affinity 的目录或挂载点。
  • 使用绑定到该 PV 的 PVC 的 Pod 将始终调度到该节点。

未来的功能

  • 本地块设备作为卷源,具有分区和 fs 格式化
  • 共享本地持久化存储的动态资源调配
  • 当地 PV 健康监测、污点和容忍
  • 内联 PV(使用专用本地磁盘作为临时存储)

用户指南

这些说明反映了最新版本的代码库。有关旧版本的说明,请参阅版本兼容性下的版本链接。

步骤1:使用本地磁盘启动集群

启用alpha feature gate

1.10+

如果需要原始的本地块功能,

export KUBE_FEATURE_GATES ="BlockVolume = true"

注意:1.10 之前的 Kubernetes 版本需要几个附加 feature gate,因为持久的本地卷和其他功能处于 alpha 版本。

选项1:裸金属环境

  1. 根据应用程序的要求对每个节点上的磁盘进行分区和格式化。
  2. 根据 StorageClass 将所有文件系统挂载到同一个目录下。目录在 configmap 中指定,见下文。
  3. 使用 KUBE_FEATURE_GATES配置 Kubernetes API server、controller manager、scheduler 和所有kubelet,如上所述
  4. 如果不使用默认 Kubernetes 调度程序策略,则必须启用以下谓词:
    • 1.9之前:NoVolumeBindConflict
    • 1.9+:VolumeBindingChecker

选项2:本地测试集群

  1. 创建 /mnt/disks目录并将多个卷挂载到其子目录。下面的示例使用三个 ram 磁盘来模拟真实的本地卷:

    mkdir/mnt/disks
    vol for vol1 vol2 vol3;do
    mkdir/mnt/disks/$vol
    mount -t tmpfs $vol/mnt/disks/$vol
    DONE
    
  2. 运行本地集群。

    $ALLOW_PRIVILEGED = true LOG_LEVEL = 5 FEATURE_GATES = $KUBE_FEATURE_GATES hack/local-up-cluster.sh
    

步骤2:创建StorageClass(1.9+)

要延迟卷绑定,直到 pod 被调度,并在单个 pod 中处理多个本地 PV,必须使用设置为 WaitForFirstConsumervolumeBindingMode 创建 StorageClass。

$kubectl create -f provisioner/deployment/kubernetes/example/default_example_storageclass.yaml

步骤3:创建本地持久卷

选项1:使用本地卷静态配置器

  1. 生成 Provisioner 的 ServiceAccount、Role、DaemonSet 和 ConfigMap 规范,并对其进行自定义。

    这一步使用 helm 模板来生成规格。有关安装说明,请参阅helm readme。要使用默认值生成配置器的规格,请运行:

    helm template ./helm/provisioner > ./provisioner/deployment/kubernetes/provisioner_generated.yaml
    

    您也可以提供一个自定义值文件:

    helm template ./helm/provisioner --values custom-values.yaml > ./provisioner/deployment/kubernetes/provisioner_generated.yaml
    
  2. 部署配置程序

    如果用户对 Provisioner 的 yaml 文件的内容感到满意,可以用 kubectl 创建 Provisioner 的 DaemonSet 和 ConfigMap。

    $kubectl create -f ./provisioner/deployment/kubernetes/provisioner_generated.yaml
    
  3. 检查发现的本地卷

    一旦启动,外部静态配置器将发现并创建本地 PV。

    例如,如果目录 /mnt/disks/ 包含一个目录 /mnt/disks/vol1,则静态配置器会创建以下本地卷 PV:

    $ kubectl get pv
    NAME                CAPACITY    ACCESSMODES   RECLAIMPOLICY   STATUS      CLAIM     STORAGECLASS    REASON    AGE
    local-pv-ce05be60   1024220Ki   RWO           Delete          Available             local-storage             26s
    
    $ kubectl describe pv local-pv-ce05be60 
    Name:        local-pv-ce05be60
    Labels:        <none>
    Annotations:    pv.kubernetes.io/provisioned-by=local-volume-provisioner-minikube-18f57fb2-a186-11e7-b543-080027d51893
    StorageClass:    local-fast
    Status:        Available
    Claim:        
    Reclaim Policy:    Delete
    Access Modes:    RWO
    Capacity:    1024220Ki
    NodeAffinity:
      Required Terms:
          Term 0:  kubernetes.io/hostname in [my-node]
    Message:    
    Source:
        Type:    LocalVolume (a persistent volume backed by local storage on a node)
        Path:    /mnt/disks/vol1
    Events:        <none>
    

    上面描述的 PV 可以通过引用 local-fast storageClassName 声明和绑定到 PVC。

选项2:手动创建本地持久化卷

有关示例 PersistentVolume 规范,请参阅Kubernetes文档

步骤4:创建本地持久卷声明

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: example-local-claim
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi
  storageClassName: local-storage

请替换以下元素以反映您的配置:

  • 卷所需的存储容量“5Gi”
  • “local-storage”,与本地 PV 关联的存储类名称应该用于满足此 PVC

对于试图声明 “Block” PV 的 “Block” volumeMode PVC,可以使用以下示例:

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: example-local-claim
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi
  volumeMode: Block
  storageClassName: local-storage

请注意,此处唯一需要注意的字段是 volumeMode,它已被设置为“Block”。

最佳实践

  • 对于IO隔离,建议每个卷使用整个磁盘
  • 对于容量隔离,建议使用单个分区
  • 避免重新创建具有相同节点名称的节点,而仍然存在指定了该节点亲和性的旧 PV。否则,系统可能认为新节点包含旧的 PV。
  • 对于带有文件系统的卷,建议在 fstab 条目和该挂载点的目录名称中使用它们的 UUID(例如 ls -l/dev/disk/by-uuid 的输出)。这种做法可确保即使设备路径发生变化(例如,如果 /dev/sda1 在添加新磁盘时变为 /dev/sdb1),也不会错误地挂在本地卷。此外,这种做法将确保如果创建具有相同名称的另一个节点,则该节点上的任何卷都是唯一的,而不会误认为是具有相同名称的另一个节点上的卷。
  • 对于没有文件系统的 raw block 卷,使用唯一的 ID 作为符号链接名称。根据您的环境,/dev/disk/by-id/中的卷 ID 可能包含唯一的硬件序列号。否则,应该生成一个唯一的 ID。符号链接名称的唯一性将确保如果创建具有相同名称的另一个节点,则该节点上的任何卷都是唯一的,而不会误认为是具有相同名称的另一个节点上的卷。

删除/清理底层卷

当您想要停用本地卷时,以下是可能的工作流程。

  1. 停止使用卷的 pod
  2. 从节点中删除本地卷(即卸载、拔出磁盘等)
  3. 删除 PVC
  4. 供应商将尝试清理卷,但由于卷不再存在而会失败
  5. 手动删除 PV 对象

参考

Copyright © 2017-2022 | Distributed under CC BY 4.0 | jimmysong.io all right reserved. Updated at 2022-09-16 04:05:17

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