Kubernetes存储机制的实现

由于容器的使用寿命短,当迁移的应用程序从开发到生产环境时候,开发人员面临着巨大的挑战。当容器挂掉或崩溃时,任何与之相关的数据都会丢失。为了解决这个问题引发的数据丢失,我们需要将数据存储持久化磁盘(PD),也可以称为卷。数据可以通过容器中断事件被写入一个容器外的持久化磁盘。当与POD一起工作时,持久卷呈现出一个重要的优点——在一个通用应用程序堆栈和POD中存在的数据可以被多个容器共享。

在讨论实现持久化存储的不同方式之前,重要的是要了解持久卷的特性。第一个特征是持久化卷的容量。使用持久化卷时候要指定它的容量。截至发稿,容量是唯一一个可以被设置的属性,但是有规划使其他属性如IOPS和吞吐量可以被制定/设置。持久化卷的第二个特性是访问模式。不同类型的持久化存储解决方案有不同的访问方式。访问模式readwriteonce,readonlymany,和readwritemany。

在第一种访问模式中,仅支持单一节点对卷进行读写操作。在第二种访问模式中,支持多个节点读操作和单一节点写操作。在第三种访问模式中,支持多个节点同时进行读写操作。当使用命令行接口时,访问模式是相同的。然而,必须要注意的一个关键点就是:即使一个卷支持多种访问模式但是在同一时间只能使用其中一种。供应商提供的完整版放完模式列表可以从Kubernetes的如下地址获取:https://kubernetes.io/docs/user-guide/persistent-volumes/

Kubernetes对持久化卷的支持比原生的Docker更好。在Kubernetes,卷与PODS是绑定的,他们生命周期的起止也是一致的。PODS的优势在于支持多个不同类型的卷同时关联。在下面文章中,将讨论可以被关联到PODS的卷类型。

临时磁盘是一种非常简洁方法来实现在容器崩溃时候进行持久化操作。临时磁盘使用空目录的磁盘实现。在使用内存中运行node来实现以提高性能这种场景下,存储可以使用临时磁盘来实现。需要着重提醒的是,虽然临时磁盘提供了数据持久化功能,但是当PODs被移除时候仍然会发生数据丢失。还应该注意的是重启时候任何内存中的数据将会丢失。临时存储对于存储被发送其他容器临时进程数据的一个合理解决方案。实施临时磁盘是通过指定一个YAML文件完成。一个YAML文件举例如下。

apiVersion:  v1

kind:     Pod

metadata:

name:   test-gcespec:

containers:

-     image:  nginx:latest

ports:

-     containerPort:   80

name:   test-gce

volumeMounts:

-   mountPath: /usr/share/nginx/html

name:   gce-pd

volumes:

-     name:   gce-pd

gcePersistentDisk:

pdName:     mysite-volume-1

fsType:  ext4

指定一个YAML文件后,需要使用创建和执行命令去确保临时卷的创建。

在上一节中,我们讨论了临时磁盘如何用于临时进程数据。在下一节中,我们将讨论持久存储的解决方案。

云基础设施的使用已成为既定的商业惯例。Kubernetes 原生支持GCE持久化卷和AWS的弹性块存储,分别由谷歌和亚马逊提供的解决方案。我们将展示如何使用GCE持久卷然后移动到AWS的弹性块存储。

第一步是登录到您的GCE控制台。登录后,点击计算然后点击磁盘,然后创建一个磁盘。

20170321161832

然后将提示提供磁盘参数,如磁盘名称、磁盘说明、区域(请注意该区域应与群集节点所在的区域相同)、磁盘类型、大小、磁盘映像类型(这相当于您想要使用的操作系统)和加密。提供参数并点击创建。

20170321161846

GCE在持久化的优势在于可以挂载到多个节点,但它只能用于读模式。为了进一步展示GCE的使用,让我们创建一个POD。保存如下所示内容到一个YAML文件。

apiVersion:  v1

kind:     Pod

metadata:

name:   test-gcespec:

containers:

-     image:  nginx:latest

ports:

-     containerPort:   80

name:   test-gce

volumeMounts:

-   mountPath: /usr/share/nginx/html

name:   gce-pd

volumes:

-     name:   gce-pd

gcePersistentDisk:

pdName:     mysite-volume-1

fsType:  ext4

AWS的弹性块存储采用的是类似于GCE。然而,在某一个时期,弹性块存储一个卷只能挂载到一个实例。

其他两个持久性存储解决方案,可以用于网络文件共享(NFS)和gitrepo。

在本篇文章中,我们注意到开发人员使用持久存储的重要性,它可以避免在容器挂掉或者崩溃数据丢失。我们讨论了持久化卷的特点。我们还讨论了如何使用临时磁盘,GCE和弹性块存储的可用云解决方案。最后,我们谈到了NFS和gitrepo两等解决方案,可用于实现持久存储。

原文链接:https://www.eduonix.com/blog/software-development/learn-storage-implemented-kubernetes/

作者:Sabeer Shaikh

译者:张将

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