Container Service for Kubernetes:CPFS 汎用版で静的ボリュームを使用する

仕組み

ACK クラスターに CPFS 汎用版の静的ストレージボリュームをマウントする主なワークフローは次のとおりです。

1. PersistentVolume (PV) の作成：既存の CPFS 汎用版ファイルシステムのマウントアドレス、容量、アクセスモード、その他のパラメーターを宣言して、クラスターに「登録」します。

2. PersistentVolumeClaim (PVC) の作成：アプリケーションは PVC を通じて登録済みのストレージリソースを「要求」します。PVC は、指定された条件を満たす PV に自動的にバインドされます。

3. アプリケーションでのマウント：バインドされた PVC を、コンテナ内の永続ディレクトリとしてアプリケーション Pod にマウントします。

ステップ 1：PersistentVolume (PV) の作成

クラスターに PV を作成して、既存の CPFS ファイルシステムを「登録」します。

1. 次の内容を cpfs-pv.yaml ファイルとして保存します。

   apiVersion: v1
   kind: PersistentVolume
   metadata:
     name: cpfs-pv
     labels:  # 後続の PVC バインド用にラベルを定義します
       alicloud-pvname: cpfs-pv
   spec:
     accessModes:  # アクセスモード
     - ReadWriteMany
     capacity:
       storage: 20Gi  # PV の総容量を定義します
     csi:
       driver: nasplugin.csi.alibabacloud.com  # この値に固定します
       volumeAttributes:
         mountProtocol: cpfs-nfs   # NFS プロトコルを使用してマウントします
         path: "/share"    # マウントアドレスのマウントディレクトリ
         volumeAs: subpath    # サブディレクトリ
         server: "cpfs-******-******.cn-shanghai.cpfs.aliyuncs.com" # マウントアドレスのマウントポイントドメイン名
       volumeHandle: cpfs-pv  # ボリュームの一意の識別子。metadata.name と一致させる必要があります
     mountOptions:  # NFS マウントオプション
     - rsize=1048576,wsize=1048576,hard,timeo=600,retrans=2,noresvport
     - vers=3

   主なパラメーターの説明：

   パラメーター	説明
   accessModes	PV のアクセスモード。
   capacity.storage	ボリュームのストレージ容量。
   csi.driver	ドライバータイプ。CPFS General Purpose を使用する場合、nasplugin.csi.alibabacloud.com に固定されます。
   csi.volumeAttributes.server	CPFS 汎用版のプロトコルサービスのエクスポートディレクトリのマウントアドレスにおけるマウントポイントドメイン名。
   csi.volumeAttributes.path	CPFS 汎用プロトコルサービスのエクスポートディレクトリのマウントアドレス内のマウントディレクトリです (例: /share)。 /share/dir のように、サブディレクトリに設定することもできます。
   csi.volumeAttributes.mountProtocol	cpfs-nfs は、NFS プロトコルを使用して CPFS をマウントすることを示します。
   csi.volumeAttributes.volumeAs	subpath は、サブディレクトリタイプの PV を作成することを示します。
   csi.volumeHandle	PV 名と一致させる必要があります。

2. 次のコマンドを実行して PV を作成します。

   kubectl apply -f cpfs-pv.yaml

3. PV のステータスを表示します。

   kubectl get pv cpfs-pv

   実行結果の例：

   NAME      CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS      CLAIM   STORAGECLASS   REASON   AGE
   cpfs-pv   20Gi       RWX            Retain           Available                                   2s

ステップ 2：PersistentVolumeClaim (PVC) の作成

PVC を作成して、前の手順で登録したストレージリソースの使用を「要求」します。

1. 次の内容を cpfs-pvc.yaml として保存します。

   apiVersion: v1
   kind: PersistentVolumeClaim
   metadata:
     name: cpfs-pvc
   spec:
     accessModes:
     - ReadWriteMany  # アクセスモード
     resources:
       requests: 
         storage: 20Gi  # 要求するストレージ容量
     selector:  # 
       matchLabels:
         alicloud-pvname: cpfs-pv  # 前に作成した PV にバインドします

   PVC パラメーター	説明
   accessModes	PVC が PV に要求するアクセスモード。
   セレクター	PV のラベルを使用してマッチングとバインドを行います。
   resources.requests.storage	Pod に割り当てられるストレージ容量。PV の容量を超えてはなりません。

2. PVC を作成します。

   kubectl apply -f cpfs-pvc.yaml

3. PVC のステータスを表示して、PV に正常にバインドされていることを確認します。

   kubectl get pvc cpfs-pvc

   出力例は次のとおりです。

   NAME       STATUS   VOLUME    CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   VOLUMEATTRIBUTESCLASS   AGE
   cpfs-pvc   Bound    cpfs-pv   20Gi       RWX                           <unset>                 18m

ステップ 3：アプリケーションの作成とボリュームのマウント

アプリケーションワークロードを作成し、その設定で以前に作成した PVC の使用を宣言します。

1. 次の内容を cpfs-test.yaml として保存します。

   apiVersion: apps/v1
   kind: StatefulSet
   metadata:
     name: cpfs-sts
   spec:
     selector:
       matchLabels:
         app: nginx
     serviceName: "nginx"
     replicas: 2
     template:
       metadata:
         labels:
           app: nginx
       spec:
         containers:
         - name: nginx
           image: anolis-registry.cn-zhangjiakou.cr.aliyuncs.com/openanolis/nginx:1.14.1-8.6
           volumeMounts:
           - name: cpfs-pvc
             mountPath: /data
         volumes:
         - name: cpfs-pvc
           persistentVolumeClaim:
             claimName: cpfs-pvc

2. StatefulSet を作成します。

   kubectl apply -f cpfs-test.yaml

3. Pod のステータスを表示します。

   kubectl get pods -l app=nginx

   実行結果の例：

   NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   cpfs-sts-0   1/1     Running   0          58s
   cpfs-sts-1   1/1     Running   0          50s

4. コンテナ内のマウントポイントを確認して、CPFS が正常にマウントされたことを確認します。

   kubectl exec cpfs-sts-0 -- mount | grep /data

   次の実行結果例は、CPFS 汎用版の静的ボリュームが正常にマウントされたことを示しています。

   cpfs-******-******.cn-shanghai.cpfs.aliyuncs.com:/share on /data type nfs (rw,relatime,vers=3,rsize=1048576,wsize=1048576,namlen=255,hard,nolock,noresvport,proto=tcp,port=30000,timeo=600,retrans=2,sec=sys,mountaddr=127.0.1.255,mountvers=3,mountport=30000,mountproto=tcp,local_lock=all,addr=127.0.1.255)

共有ストレージと永続ストレージの検証

アプリケーションが正常にデプロイされた後、ストレージボリュームが期待どおりに機能するかどうかを検証できます。

本番環境の推奨事項

• パフォーマンスチューニング: CPFS は、高スループットおよび高 IOPS のシナリオに適しています。PV の mountOptions で NFS マウントオプション (rsize や wsize など) を調整することで、パフォーマンスを最適化し、特定のワークロード要件を満たすことができます。

• データ一貫性：共有ストレージとして、CPFS は複数の Pod が同じファイルに同時に書き込む際のデータ一貫性を保証しません。ファイルの破損を避けるためには、アプリケーション層で分散ロックを実装するか、追記専用書き込みモードを使用する必要があります。

• ストレージボリューム管理：静的ストレージボリュームを使用する場合、手動での PV 管理が必要です。複数のアプリケーション用にストレージボリュームを自動的に作成および分離する必要があるシナリオでは、CNFS を使用して CPFS の動的ストレージボリュームを管理することを推奨します。詳細については、「汎用 CPFS 動的ボリュームの管理」をご参照ください。