ブロックストレージデバイスのスロットリングに関するベストプラクティス - Container Service for Kubernetes

オープンソースの Kubernetes は、ブロックストレージデバイスのスロットリングをサポートしていません。Container Service for Kubernetes (ACK) を使用すると、クラウドディスクや Logical Volume Manager (LVM) を使用して仮想化されたローカルディスクなど、Pod にマウントされたブロックストレージデバイスをスロットリングできます。これにより、ストレージリソースをより効率的に管理および割り当て、システムのパフォーマンスと安定性を確保し、コストを削減できます。このトピックでは、ブロックストレージデバイスをスロットリングする方法について説明します。

制限事項

ホストで使用される OS は、Alibaba Cloud Linux 2 以降である必要があります。
ACK クラスターの Kubernetes バージョンは 1.20 以降である必要があります。
クラスターで使用される Container Storage Interface (CSI) プラグインのバージョンは 1.22 以降である必要があります。CSI バージョンの詳細については、「csi-provisioner」をご参照ください。

パラメーター

readIOPS: Pod がブロックストレージデバイスで 1 秒あたりに実行できる読み取り操作の最大数を指定します。
writeIOPS: Pod がブロックストレージデバイスで 1 秒あたりに実行できる書き込み操作の最大数を指定します。
readBPS: Pod がブロックストレージデバイスから 1 秒あたりに読み取ることができるデータの最大量を指定します。
writeBPS: Pod がブロックストレージデバイスに 1 秒あたりに書き込むことができるデータの最大量を指定します。

使用方法

次の例は、クラウドディスクをスロットリングする方法を示しています。クラウドディスクは、動的プロビジョニングボリュームまたは静的プロビジョニングボリュームとしてマウントできます。

説明

クラウドディスクのスロットリング設定を構成した後は、変更できません。StorageClass でスロットリング構成を調整した場合、変更は新しく作成されたクラウドディスクにのみ適用されます。既存のクラウドディスクは影響を受けません。

動的プロビジョニングボリュームとしてディスクをマウントする

alicloud-disk-topology-essd.yaml という名前のファイルを作成し、次の内容をファイルにコピーします。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: alicloud-disk-topology-essd
parameters:
  type: cloud_essd
  readIOPS: "100"
  writeIOPS: "10"
  readBPS: "100k"
  writeBPS: "100m"
provisioner: diskplugin.csi.alibabacloud.com
reclaimPolicy: Delete
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

次のコマンドを実行して StorageClass を作成します。
```
kubectl apply -f alicloud-disk-topology-essd.yaml
```

nginx.yaml という名前のファイルを作成し、次の内容をファイルにコピーします。

アプリケーションは、作成した StorageClass を参照する永続ボリューム要求 (PVC) を使用して、クラウドディスクをボリュームとして動的にプロビジョニングします。

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web-csi-encrypt
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  serviceName: "nginx"
  podManagementPolicy: "Parallel"
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      hostNetwork: true
      containers:
      - name: nginx
        command:
        - sleep
        - "999999999"
        image: anolis-registry.cn-zhangjiakou.cr.aliyuncs.com/openanolis/nginx:1.14.1-8.6
        volumeMounts:
        - name: disk-csi
          mountPath: /data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: disk-csi
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: alicloud-disk-topology-essd
      resources:
        requests:
          storage: 80Gi

次のコマンドを実行してアプリケーションを作成します。
```
kubectl apply -f nginx.yaml
```
cgroup バージョンに基づいてコンテナーのブロックデバイスの制限を表示します。
1. 次のコマンドを実行して cgroup バージョンを確認します。
```
stat -fc %T /sys/fs/cgroup
```
  出力が cgroup2fs の場合、バージョンは cgroup V2 です。それ以外の場合は cgroup V1 です。
2. cgroup バージョンに基づいてコンテナーのブロックデバイスの制限を表示します。
  cgroup V2
  ホストにログインし、Pod UID を使用してパスを構築する必要があります。次のコマンドを実行して、制限が正しく設定されていることを確認します。
```
/sys/fs/cgroup/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod<UID>.slice/io.max
```
  cgroup V1
  ホストにログインし、Pod UID を使用してパスを構築する必要があります。次のコマンドを実行して、制限が正しく設定されていることを確認します。
  readIOPS:
```
/sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.read_iops_device
```
  writeIOPS:
```
/sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.write_iops_device
```
  readBPS:
```
/sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.read_bps_device
```
  writeBPS:
```
/sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.write_bps_device
```

静的プロビジョニングボリュームとしてディスクをマウントする

次のテンプレートを使用して、pv-static.yaml という名前のファイルを作成します。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: d-****
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  capacity:
    storage: 80Gi
  csi:
    driver: diskplugin.csi.alibabacloud.com
    fsType: ext4
    volumeAttributes:
      app: nginx
      type: cloud_ssd
      readBPS: 100K
      readIOPS: "100"
    volumeHandle: d-****
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  volumeMode: Filesystem

次のコマンドを実行して PV を作成します。
```
kubectl apply -f pv-static.yaml
```

次のテンプレートを使用して pvc-static.yaml ファイルを作成します。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: disk-pvc
  namespace: default
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 80Gi
  volumeMode: Filesystem
  volumeName: d-****

次のコマンドを実行して PVC を作成します。
```
kubectl apply -f pvc-static.yaml
```