:CNFS を使用した NAS ボリュームの自動スケールアウト

仕組み

自動スケーリングワークフローは、storage-operator コンポーネントによって完全に処理されます。

1. ポリシーの定義。 ターゲット PersistentVolumeClaim (PVC)、トリガー条件、およびスケールアウトアクションを指定する StorageAutoScalerPolicy リソースを作成します。

   PVC で使用される StorageClass は、allowVolumeExpansion: true である必要があります。

2. 継続的な監視。 storage-operator は、ターゲット PVC のリアルタイムのストレージ使用量を監視します。

3. スケールアウトのトリガー。 条件が満たされると、storage-operator は PVC にスケールアウト要求を送信します。

4. スケールアウトの実行。 Container Storage Interface (CSI) ドライバーが要求を処理し、Alibaba Cloud NAS が実際のファイルシステム拡張を実行します。

5. ステータスの同期。 PVC ステータスは、新しい容量を反映するように自動的に更新されます。

前提条件

開始する前に、以下を確認してください。

• csi-plugin および csi-provisioner がバージョン v1.20.5-ff6490f-aliyun 以降であること。アップグレードするには、「CSI コンポーネントのアップグレード」をご参照ください。

• storage-operator がバージョン v1.18.8.56-2aa33ba-aliyun 以降であること。アップグレードするには、「storage-operator コンポーネントの管理」をご参照ください。

• cnfs-controller がインストールされていること。これはデフォルトでインストールされるマネージドコンポーネントです。アンインストールされていないことを確認してください。

• Available ステータスの CNFS があること。作成するには、「CNFS を使用した NAS ファイルシステムの管理」をご参照ください。

storage-operator のバージョンが v1.33.1 より前の場合: 続行する前に、次のコマンドを実行して ConfigMap で自動スケーリング機能を有効にします。

kubectl patch configmap/storage-operator \
  -n kube-system \
  --type merge \
  -p '{"data":{"storage-auto-expander":"{\"imageRep\":\"acs/storage-auto-expander\",\"imageTag\":\"\",\"install\":\"true\",\"template\":\"/acs/templates/storage-auto-expander/install.yaml\",\"type\":\"deployment\"}"}}'

CNFS ステータスを確認するには:

# すべての CNFS オブジェクトを一覧表示します
kubectl get cnfs

# 特定の CNFS のステータスを確認します
kubectl get cnfs <CNFS_NAME> -o yaml | grep Available

予想される出力:

NAME                                      AGE
default-cnfs-nas-837d6ea-20210819155623   14d

status: Available

ステップ 1: スケールアウトポリシーの定義

StorageAutoScalerPolicy リソースを作成して、storage-operator が NAS ボリュームをいつ、どのように拡張するかを指定します。

次の例では、app: nginx というラベルが付いた PVC ( default または nginx 名前空間内) の容量使用量が 80% を超えたときにスケールアウトをトリガーします。各拡張は現在の容量を倍増させ、最大 200 GiB まで拡張します。

cat << EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: storage.alibabacloud.com/v1alpha1
kind: StorageAutoScalerPolicy
metadata:
  name: hybrid-expand-policy
spec:
  # ラベルセレクターで PVC を照合します。
  pvcSelector:
    matchLabels:
      app: nginx  # PVC および Deployment のラベルと一致する必要があります。
  # このポリシーが適用される名前空間。
  namespaces:
    - default
    - nginx
  # スケールアウトをトリガーする条件。
  conditions:
    - name: condition1
      key: volume-capacity-used-percentage  # メトリック: 容量使用率。
      operator: Gt                          # より大きい。
      values:
        - "80"                              # しきい値: 80%。
  # 条件が満たされたときに実行するアクション。
  actions:
    - name: action1
      type: volume-expand
      params:
        scale: 100%    # 現在のサイズの 100% で容量を増やします。
        limits: 200Gi  # 合計容量を 200 GiB に制限します。
EOF

ポリシーパラメーター:

conditions パラメーター:

actions パラメーター:

ステップ 2: StorageClass の作成

既存の CNFS NAS ファイルシステムを参照する StorageClass を作成します。allowVolumeExpansion: true を設定します。これは、自動スケーリングポリシーが使用量を計算するために使用する容量ベースラインを確立します。

cat << EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: alibabacloud-cnfs-nas  # 次のステップで PVC で参照されます。
mountOptions:
- nolock,tcp,noresvport
- vers=3
parameters:
  volumeAs: subpath
  # 形式: <nas-server-address>:/<path>
  server: "0cd8b4a576-g****.cn-hangzhou.nas.aliyuncs.com:/k8s"
  archiveOnDelete: "true"
provisioner: nasplugin.csi.alibabacloud.com
reclaimPolicy: Retain
allowVolumeExpansion: true  # 自動スケーリングに必要です。
EOF

StorageClass パラメーターの完全なリストについては、「CNFS を使用して NAS ファイルシステムを管理する」をご参照ください。

ステップ 3: アプリケーションと PVC のデプロイ

ポリシーの pvcSelector.matchLabels (app: nginx) と一致するラベルを持つ PVC と Deployment を作成します。storage-operator はこれらのラベルを使用して、ポリシーを正しい PVC に関連付けます。

cat << EOF | kubectl apply -f -
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: cnfs-nas-pvc
  labels:
    app: nginx  # ポリシーの pvcSelector.matchLabels と一致する必要があります。
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: alibabacloud-cnfs-nas  # 以前に作成した StorageClass を参照します。
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: cnfs-nas-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx  # ポリシーの pvcSelector.matchLabels と一致する必要があります。
  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:
        - mountPath: "/data"
          name: cnfs-nas-pvc
      volumes:
      - name: cnfs-nas-pvc
        persistentVolumeClaim:
          claimName: cnfs-nas-pvc
EOF

ステップ 4: 自動スケーリングの検証

テストデータを書き込むことでスケールアウトをトリガーし、イベントとモニタリングダッシュボードを通じて拡張を確認します。

1. Pod が実行中であることを確認します。

   kubectl get pods -l app=nginx

   予想される出力:

   NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   cnfs-nas-deployment-56dbcc7fb7-wh79z       1/1     Running   0          20m

2. データを書き込む前に、初期 PVC 容量を記録します。

   kubectl get pvc cnfs-nas-pvc

   予想される出力 (初期状態、20 GiB):

   NAME           STATUS   VOLUME       CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS             AGE
   cnfs-nas-pvc   Bound    ...          20Gi       RWX            alibabacloud-cnfs-nas    2m

3. 20 GiB のテストデータを書き込み、使用量を 80% のしきい値以上に押し上げます。

   書き込み操作は、ネットワークスループットとストレージパフォーマンスに応じて数分かかる場合があります。

   kubectl exec -it <POD_NAME> -- dd if=/dev/zero of=/data/testfile bs=1G count=20

4. スケールアウトによって生成されたイベントを確認します。

   kubectl get events | grep cnfs-nas-pvc

   StartExpand および VolumeResizeSuccessful イベントは、拡張が完了したことを確認します。この例では、PVC は 20 GiB から 40 GiB にスケールしました (100% 増加)。

   12s   Warning  StartExpand            persistentvolumeclaim/cnfs-nas-pvc   Start to expand of pvc cnfs-nas-pvc from 20Gi to 40Gi, usedCapacityPercentage:99%, freeSize:204MB.
   12s   Normal   ExternalExpanding      persistentvolumeclaim/cnfs-nas-pvc   waiting for an external controller to expand this PVC
   12s   Normal   Resizing               persistentvolumeclaim/cnfs-nas-pvc   External resizer is resizing volume nas-462db2b2-717d-44fe-b0b6-fb4db03a****
   12s   Normal   VolumeResizeSuccessful persistentvolumeclaim/cnfs-nas-pvc   Resize volume succeeded

   更新された容量を確認します:

   kubectl get pvc cnfs-nas-pvc

5. (オプション) CSI NAS モニタリングダッシュボードで利用傾向を表示します。この例では、スケールアウトは 10:23:30 にトリガーされ、拡張後の容量は 100 GiB です。

   Alibaba Cloud Prometheus Monitoring が必要です。詳細については、「Alibaba Cloud Prometheus Monitoring」をご参照ください。

   1. [クラスター] ページで、クラスター名をクリックします。左側のナビゲーションウィンドウで、[運用] > [Prometheus モニタリング] を選択します。

   2. [Storage Monitoring] タブをクリックし、次に [CSI NAS] をクリックします。

   3. [名前空間] を [デフォルト] に設定し、[PVC 名] を cnfs-nas-pvc に設定すると、[合計容量] エリアで容量を表示できます。

   

ベストプラクティス

本番環境で NAS ボリュームの自動スケーリングを使用する際に、これらの推奨事項を適用します。