ACS クラスターでディスク、NAS、OSS などの Alibaba Cloud ストレージを使用する - Container Compute Service

Alibaba Cloud Container Service (ACS) のコンテナーストレージ機能は、Kubernetes Container Storage Interface (CSI) に基づいています。ブロックストレージ、File Storage NAS、Object Storage Service (OSS) などの Alibaba Cloud ストレージサービスを統合します。また、EmptyDir や ConfigMap などのネイティブ Kubernetes ストレージとも互換性があります。このトピックでは、ACS がサポートする Alibaba Cloud ストレージサービス、その特徴、一般的なシナリオ、およびマウント方法について説明します。

ストレージの基本

ボリューム

コンテナー内のファイルはディスク上に一時的に保存されます。これにより、コンテナー内で実行されるアプリケーションに問題が発生する可能性があります。

Pod が複数のコンテナーを実行する場合、それらの間でファイルを共有することはできません。
コンテナーがクラッシュした場合、その実行中に生成されたファイルはコンテナーの再構築時に保存されず、データ損失が発生します。

これらの問題を解決するために、Kubernetes は ボリューム という抽象化を使用して、共有ストレージや永続ストレージなどの機能を提供します。

ボリュームは Pod の一部です。Pod 内でのみ定義でき、独立して作成することはできません。Pod 内のすべてのコンテナーがボリュームを使用できますが、ボリュームをコンテナー内のディレクトリにマウントする必要があります。
ボリュームは、Pod と外部ストレージデバイス間のデータ転送チャネルです。また、Pod 内のコンテナー間、Pod 間、および Pod と外部環境の間でデータを共有する方法でもあります。
ボリュームには、EmptyDir、ConfigMap、PersistentVolumeClaim (PVC) など、多くの種類があります。

詳細については、「ボリューム」をご参照ください。

PV と PVC

すべてのボリュームに永続性があるわけではありません。永続ストレージを実装するには、コンテナーストレージはリモートストレージサービスに依存する必要があります。この目的のために、Kubernetes はストレージリソースを定義して使用するための 2 つのリソースオブジェクト、PersistentVolume (PV) と PersistentVolumeClaim (PVC) を導入しました。

PV (PersistentVolume)
PV は永続データを保存するために使用されます。これは、ネットワークストレージまたはクラウドストレorageにすることができる抽象的なストレージボリュームです。PV は、クラスター管理者によって事前に作成されるか、StorageClass (SC) によって動的に作成されます。PV は Pod とは独立して存在し、複数の Pod で共有できます。
PVC (PersistentVolumeClaim)
PVC は、ユーザーによるストレージのリクエストです。Pod が必要とする PV の容量とアクセスモードを指定します。PVC は PV と 1 対 1 の関係にあります。Pod がストレージリソースを使用できるようにするには、Pod 内のボリュームを PVC に関連付けます。

詳細については、「永続ボリューム」および「ストレージクラス」をご参照ください。

クラウドストレージサービスの選択

Alibaba Cloud は、ブロック、ファイル、オブジェクトストレージなど、さまざまなストレージリソースに対して、低コスト、高信頼性、高可用性のストレージサービスを提供します。ビジネスワークロードの計算能力タイプとストレージ要件に基づいて、適切なクラウドストレージサービスを選択できます。データ量、データアクセス頻度、1 秒あたりの入出力操作 (IOPS)、スループットなどの要素を考慮してください。

さまざまな計算能力タイプに対するクラウドストレージのサポート

汎用インスタンスとコンピューティング最適化インスタンスを含む、CPU ベースの ACS Pod の場合、ACS が現在サポートしているすべてのタイプのクラウドストレージをマウントできます。
GPU および GPU-HPN タイプを含む、GPU ベースの ACS Pod の場合、サポートは次のとおりです。
- NASおよび OSS をマウントできます。
- 一部の GPU モデルのみがブロックストレージと CPFS for Lingjun のマウントをサポートしています。詳細については、チケットを送信してください。

さまざまなクラウドストレージサービスの特徴と一般的なシナリオ

クラウドストレージ	特徴	一般的なシナリオ	選択ガイド
ブロックストレージ	非共有、低レイテンシー、高信頼性のブロックレベルのランダムアクセスストレージです。物理ハードディスクに似ており、パーティション分割、フォーマット、ファイルシステムの作成をサポートしています。	高 I/O および低レイテンシーのシナリオディスクは低レイテンシーと高性能を特徴としています。データベースやミドルウェアなど、I/O とレイテンシーに対する要件が高いアプリケーションに適しています。非共有シナリオディスクは非共有ストレージであり、1 つの Pod にのみマウントできます。	次のタイプのブロックストレージがサポートされています。 `cloud_essd_entry`: ESSD Entry ディスク。 `cloud_auto`: ESSD AutoPL ディスク。 `cloud_essd`: 企業向け SSD (ESSD)。これがデフォルト値です。 `cloud_ssd`: 標準 SSD。 `cloud_efficiency`: Ultra ディスク。課金とパフォーマンスの要件に基づいてディスクカテゴリを選択できます。詳細については、「ブロックストレージデバイスの価格」および「ブロックストレージのパフォーマンス」をご参照ください。
File Storage NAS	共有アクセス、スケーラビリティ、高信頼性、高性能を提供する分散ファイルシステムです。高いスループットと IOPS を提供し、ランダムな読み取り/書き込み操作とオンラインでのファイル変更をサポートします。	データ共有シナリオ NAS は共有ストレージです。複数の Pod が同じデータにアクセスできます。NAS 内のデータは Pod が削除されても削除されません。Pod 間のデータ共有に NAS を使用できます。データ分析シナリオ NAS は高いデータスループットを提供し、バッチ処理ジョブの共有ストレージアクセス要件を満たします。 Web アプリケーションシナリオ Web アプリケーションとコンテンツ管理システムにストレージを提供します。ログ保存シナリオログを永続化して保存する場合は、NAS を使用します。	汎用型 NAS とパフォーマンス専有型 NAS ファイルシステムがサポートされています。コストとパフォーマンスに基づいて適切な NAS タイプとストレージ仕様を選択できます。詳細については、「汎用型 NAS」、「パフォーマンス専有型 NAS」、および「選択ガイド」をご参照ください。
CPFS for Lingjun (招待プレビュー)	インテリジェントコンピューティングサービス向けに設計されています。超高スループットと IOPS を提供し、エンドツーエンドの RDMA ネットワークをサポートします。	AIGC や自動運転などのインテリジェントコンピューティングシナリオ CPFS for Lingjun は、超高スループットと IOPS を提供します。エンドツーエンドの RDMA ネットワークをサポートし、インテリジェントコンピューティングサービスのニーズを満たします。	CPFS for Lingjun は招待プレビュー段階であり、特定のリージョンとゾーンでのみサポートされています。詳細については、「CPFS for Lingjun」をご参照ください。
Object Storage Service (OSS)	低コストで大規模な共有ストレージスペースです。書き込み後にほとんど変更されないデータの保存に適しています。	データ共有シナリオ OSS は共有ストレージです。複数の Pod が同じデータにアクセスできます。OSS 内のデータは Pod が削除されても削除されません。Pod 間のデータ共有に OSS を使用できます。設定ファイル、画像、さまざまなビデオメディアファイルなどのファイルを含む読み取り集中型のシナリオ OSS は、設定ファイル、画像、音声、ビデオファイルなどの非構造化データの保存に適しています。ビジネスでファイルコンテンツを変更する必要がある場合は、POSIX 操作との互換性を高めるために ossfs 1.0 ボリュームを選択してください。 AI 推論やデータ分析などの高同時実行バッチ処理シナリオ OSS の高いサーバー側帯域幅は、高同時実行バッチ処理に適しています。例としては、AI トレーニング、データ分析、自動運転などの新しい計算集約型ワークロードやワークフローがあります。これらのワークロードは、主にシーケンシャルおよびランダム読み取り、シーケンシャル書き込み (追加のみ) を含みます。スループットを向上させるには、ossfs 2.0 ボリュームを選択してください。認証とディザスタリカバリに対する要件が高いデータセキュリティシナリオ OSS は、ディザスタリカバリのためのゾーン冗長ストレージと KMS などのサーバー側暗号化機能をサポートしています。また、データのアップロードとダウンロードの整合性を確保するための MD5 検証もサポートしています。さらに、RAM と OSS バケットポリシーという 2 つのオブジェクトレベルの認証方式をサポートしています。	OSS の課金、データアクセス頻度、その他の要因に基づいて適切なストレージクラスを選択できます。詳細については、「選択ガイド」および「ストレージクラス」をご参照ください。

クラウドストレージサービスのマウント

ストレージプラグイン

CSI は、Kubernetes コミュニティが推奨するストレージプラグインの実装です。ACS は、ACS クラスター用の CSI プラグインとして csi-provisioner を提供します。Alibaba Cloud ストレージリソースに基づくボリュームをサポートします。

重要

ボリュームのマウント、アンマウント、作成、削除などの操作の場合、CSI プラグインは他の Alibaba Cloud プロダクトのリソースにアクセスするための権限が必要です。CSI プラグインは RAM ロールを使用して、[AliyunCCCSIPluginRole] ロールの作成をリクエストし、他のクラウドプロダクトのリソースにアクセスします。詳細については、「権限承認の概要」をご参照ください。

マウント方法

ディスクや NAS ファイルシステムなどの Alibaba Cloud ストレージリソースを PV で記述し、PV を PVC にバインドしてから、Pod のボリュームで使用する PVC を宣言することで、クラウドストレージサービスをマウントできます。クラウドストレージリソースに対して PV が作成される方法の違いに基づいて、マウント方法は次の 2 つのタイプに分類できます。

静的
既存のクラウドストレージリソースに基づいて PV (静的プロビジョニングボリューム) を作成します。次に、PVC 内の PV を直接バインドして、リソースを静的にマウントします。この方法では、コンテナーが開始する前に PV の準備が整っていることが保証され、ストレージリソースがすでに存在するシナリオに適しています。
動的
StorageClass を使用して動的に作成されるクラウドストレージリソースを定義します。次に、PVC 内の StorageClass を関連付けます。システムは、PVC と StorageClass の構成に基づいて PV (動的プロビジョニングボリューム) を自動的に作成してバインドします。この方法では、リソースを動的にマウントでき、事前に PV を作成する必要がないため、より柔軟で自動化されています。

さまざまなタイプのボリュームをマウントする方法については、次のトピックをご参照ください。

参考情報

永続ストレージに加えて、ディスクは一時データを保存するための一時ボリュームとしても使用できます。これらのボリュームは、Pod とともに作成および削除されます。詳細については、「一時ボリュームのマウント」をご参照ください。
デフォルトでは、ACS Pod は 30 GiB の無料の一時記憶領域 (EphemeralStorage) を提供します。このストレージスペースがニーズに合わない場合は、必要に応じて一時記憶領域のサイズを増やすことができます。