Container Service for Kubernetes:ストレージの基本

PV の例

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  namespace: default
  name: pv-example
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  csi:
    driver: diskplugin.csi.alibabacloud.com
    volumeHandle: <disk ID>
  volumeMode: Filesystem

PVC の例

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-example
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi
  volumeName: pv-example

バインドルール

PV と PVC は 1 対 1 の関係を持ちます。つまり、1 つの PV は 1 つの PVC にのみバインドされます。PVC を Pod で使用可能にするには、Kubernetes が以下のすべての条件を満たす PV を見つける必要があります：

storage フィールドの動作：

• Kubernetes は storage を使用して PV と PVC のマッチングおよびバインドを行います。

• 動的プロビジョニングでは、PVC の storage 値がプロビジョニングされる PV および基盤となるストレージリソース（例：クラウドディスク）の容量を決定します。

• リサイズをサポートするストレージタイプでは、PVC の storage 値がスケールアウト後のターゲット容量を設定します。

• storage は論理的な容量制限であり、実際の書き込みスループットは基盤となるストレージ媒体（storage フィールドとは無関係）に依存します。

ボリュームのアクセスモード

accessModes フィールドを使用して、ボリュームのマウント方法を定義します：

静的プロビジョニング

静的プロビジョニングでは、クラスター管理者が事前に PV を作成します。クラウドディスク、NAS ファイルシステム、OSS バケットを静的にプロビジョニングできます。

1. 管理者が Pod のストレージ要件を分析し、ストレージリソース（例：クラウドディスクや NAS ファイルシステム）を事前に割り当てます。

2. 管理者が、それらリソースの容量および構成を含む PV を作成します。

3. 開発者が、ワークロードの要件を宣言する PVC を作成します。

4. Pod が作成されると、Kubernetes が PVC を一致する PV にバインドし、Pod にストレージへのアクセスを付与します。

動的プロビジョニング

動的プロビジョニングでは、CSI プロビジョナーが PVC が提出された際に自動的に PV を作成します。クラウドディスク、NAS ファイルシステム、OSS バケットを動的にプロビジョニングできます。

1. 管理者が、ストレージタイプおよびプロビジョナーを定義するストレージクラス (StorageClass) を作成します。たとえば、diskplugin.csi.alibabacloud.com はクラウドディスクをプロビジョニングします。

2. 開発者が、ストレージクラスを参照する PVC を作成します。手動での PV 作成は不要です。

3. Pod が作成されると、CSI プロビジョナーがストレージクラスを読み取り、PV および基盤となるストレージリソースを作成し、PV を PVC にバインドします。

動的プロビジョニングには、静的プロビジョニングに対する以下の 3 つの利点があります：

• 自動化されたライフサイクル管理：プロビジョナーが PV の作成および削除を自動的に処理します。

• 運用負荷の軽減：管理者は個別の PV ではなくストレージクラスを管理します。

• 容量の一貫性：PV および基盤となるストレージリソースは、常に PVC が要求する容量に一致してプロビジョニングされます。

ストレージクラスの例

以下の StorageClass は、Alibaba Cloud ディスクをプロビジョニングします。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: alicloud-disk-topology-alltype
provisioner: diskplugin.csi.alibabacloud.com
parameters:
  type: cloud_auto,cloud_essd,cloud_ssd,cloud_efficiency
  fstype: ext4
  diskTags/a: b
  encrypted: "false"
  performanceLevel: PL1
  provisionedIops: "40000"
  burstingEnabled: "false"
reclaimPolicy: Delete
allowVolumeExpansion: true
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

主なパラメーター

volumeBindingMode の選択：

マルチゾーンクラスターでは WaitForFirstConsumer を使用してください。クラウドディスクはゾーンを跨いでマウントできません。PV がゾーン A でプロビジョニングされたにもかかわらず Pod がゾーン B にスケジュールされた場合、Pod は起動に失敗します。WaitForFirstConsumer を使用すると、プロビジョナーは Pod のスケジュールを待ってから、Pod が実行されるゾーンにディスクを作成します。

WaitForFirstConsumer の動作：

PVC が作成されても、プロビジョナーは即座に PV を作成しません。代わりに、PVC を使用する Pod がスケジュールされるまで待ちます。スケジューラが Pod をノードに配置すると、そのスケジューリング結果（リージョンおよびノード）が PVC のメタデータに書き込まれます。プロビジョナーはこの情報を読み取り、正しいゾーンに PV および基盤となるディスクを作成します。

デフォルトのストレージクラス

Kubernetes では、ストレージクラス名を指定しない PVC に対して自動的に PV をプロビジョニングするデフォルトのストレージクラスをサポートしています。

デフォルトのストレージクラスを設定する：

以下のコマンドを実行して、alicloud-disk-topology-alltype をデフォルトとしてマークします：

kubectl annotate storageclass alicloud-disk-topology-alltype storageclass.kubernetes.io/is-default-class=true

変更を確認する：

kubectl get sc

期待される出力：

NAME                                        PROVISIONER                       AGE
alicloud-disk-topology-alltype (default)    diskplugin.csi.alibabacloud.com   96m

ストレージクラスを指定せずに PVC を作成する：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: disk-pvc
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi

クラスターは、alicloud-disk-topology-alltype を使用してクラウドディスクの PV を自動的に作成します。

kubectl get pvc

期待される出力：

NAME       STATUS   VOLUME                   CAPACITY   ACCESS MODES    STORAGECLASS                      AGE
disk-pvc   Bound    d-bp18pbai447qverm****   20Gi       RWO             alicloud-disk-topology-alltype    49s

デフォルトのストレージクラスを解除する：

kubectl annotate storageclass alicloud-disk-topology-alltype storageclass.kubernetes.io/is-default-class-

ACK が提供するストレージクラス

alicloud-disk-topology-alltype ストレージクラスは、プロビジョニング時に利用可能な最適なディスクタイプを選択します：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: alicloud-disk-topology-alltype
parameters:
  type: cloud_essd,cloud_ssd,cloud_efficiency
provisioner: diskplugin.csi.alibabacloud.com
reclaimPolicy: Delete
allowVolumeExpansion: true
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer