ACS クラスタ、NAS、OSS でディスクを使用する - Container Compute Service

Alibaba Cloud Container Service for Kubernetes (ACK) クラスタのストレージ機能は、Kubernetes Container Storage Interface (CSI) プラグインに基づいて開発されています。この機能は、ブロックストレージ、NAS ファイルシステム (NAS)、および Object Storage Service (OSS) と統合されており、Kubernetes ネイティブの EmptyDir ボリュームおよび ConfigMap と互換性があります。このトピックでは、ACK でサポートされている Alibaba Cloud ストレージサービスについて、その機能、アプリケーションシナリオ、およびマウント方法を含めて説明します。

ストレージの基本

ボリューム

コンテナ内のファイルは、ディスクに一時的に保存されます。一時ストレージを使用すると、コンテナ内で実行されるアプリケーションで次の問題が発生します。

同じポッド内で複数のコンテナが実行されている場合、コンテナ間でファイルを共有できません。
コンテナに障害が発生した場合、コンテナの再構築時に、コンテナの実行中に生成されたファイルが失われます。

前述の問題に対処するために、Kubernetes はボリュームの概念を作成し、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。

ボリュームはポッドの一部です。つまり、ボリュームはポッド内でしか定義できず、単独では作成できません。ポッド内のすべてのコンテナでボリュームを使用できます。ただし、ボリュームをコンテナ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、ポッド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。ボリュームを使用すると、ポッド内のコンテナ間、ポッド間、およびポッドと外部環境間でデータを共有できます。
ボリュームは、EmptyDir、ConfigMap、PersistentVolumeClaim など、さまざまなタイプに分類されます。

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が永続的であるとは限りません。永続ストレージを実装するために、コンテナストレージはリモートストレージサービスに依存します。 Kubernetes は、ストレージリソースを定義および使用するために、永続ボリューム (PV) と永続ボリューム要求 (PVC) というリソースオブジェクトを導入しています。

PV
PV は、永続データを保存するために使用される抽象ボリュームです。 PV は、ネットワークボリュームまたはクラウドボリュームにすることができます。 PV は、クラスタ管理者があらかじめ作成することも、StorageClass を使用して動的に作成することもできます。 PV はポッドから独立しており、複数のポッドで共有できます。
PVC
PVC はユーザーからのストレージリクエストであり、ポッドが必要とする PV の容量とアクセスモードを指定します。 PVC と PV は 1 対 1 で対応しています。ポッド内のボリュームを PVC に関連付けると、ポッドはストレージリソースを使用できます。

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。

Alibaba Cloud ストレージサービスを選択する

Alibaba Cloud は、ブロック、ファイル、オブジェクトなどのさまざまなストレージリソースに基づいて、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ています。ビジネス負荷のストレージ要件、およびデータ量、データアクセス頻度、IOPS、スループットなどの要因に基づいて、適切なクラウドストレージサービスを選択できます。

コンピューティングクラス別のクラウドストレージのサポート

CPU アクセラレーション (汎用およびパフォーマンス最適化を含む) ACK ポッドの場合、ACK でサポートされ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 アクセラレーション (GPU および GPU-HPN を含む) ACK ポッドの場合、次のタイプのクラウドストレージがサポートされています。
- NAS、および OSS がサポートされています。
- 一部の GPU モデルのみが、凌雲向けにブロックストレージと CPFS のマウントをサポートしています。詳細については、チケットを送信するしてください。

Alibaba Cloud ストレージサービスの機能とシナリオ

Alibaba Cloud ストレージサービス	機能	シナリオ	参照
ブロックストレージ	ディスクは、非共有、低レイテンシ、高信頼性のランダムブロックストレージです。ディスクは物理ディスクに似ており、パーティションのフォーマットとファイルシステムの作成をサポートしています。	高 I/O と低レイテンシディスクは、低レイテンシと高パフォーマンスを備えています。データベースやミドルウェアが保存されるシナリオなど、I/O とレイテンシに高い要件があるシナリオに適しています。データ非共有ディスクは共有ストレージではなく、1 つのポッド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)。これはデフォルト値です。 `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。
NAS ファイルシステム	NAS は、並列共有アクセス、自動スケーリング、高可用性、高信頼性など、複数のメリットを提供する分散ファイルシステムです。 NAS は高スループットと高 IOPS を提供し、ランダム読み取り/書き込み操作とオンラインファイル変更をサポートしています。	共有データシナリオ NAS は共有ストレージタイプです。複数のポッドから同時に NAS ボリューム上のデータにアクセスできます。 NAS ボリューム上のデータは、ポッドが削除されても削除されません。 NAS ボリュームを使用して、ポッド間でデータを共有できます。ビッグデータ分析シナリオ NAS ファイルシステムは高スループットを提供し、多数のジョブが関係する場合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 NAS ファイルシステムは、Web アプリケーションおよびコンテンツ管理システム (CMS) のストレージを提供できます。ログストレージシナリオログを永続的に保存する場合は、NAS を使用することをお勧めします。	汎用型 NAS ファイルシステムと超高速型 NAS ファイルシステムがサポートされています。 NAS の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 ファイルシステム」、「超高速型 NAS ファイルシステム」、および「ファイルシステムを選択する」をご参照ください。
凌雲向け CPFS (招待プレビュー)	凌雲向け Cloud Parallel File Storage (CPFS) は、インテリジェントコンピューティングシナリオ向けに高スループットと IOPS を提供し、エンドツーエンドの RDMA (Remote Direct Memory Access) ネットワークをサポートしています。	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凌雲向け CPFS は、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することで、インテリジェントコンピューティングサービスの要件を満たします。	CPFS は招待プレビュー中で、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、「凌雲向け CPFS (招待プレビュー) とは」をご参照ください。
Object Storage Service (OSS)	OSS は、巨大で低コストの共有ストレージスペースを提供します。書き込まれたデータを頻繁に変更する必要がない場合は、データを OSS ボリュームに保存することをお勧めします。	データ共有 OSS は共有ストレージタイプです。複数のポッドから同時に OSS ボリューム上のデータにアクセスできます。 OSS ボリューム上のデータは、ポッドが削除されても削除されません。 OSS ボリュームを使用して、ポッド間でデータを共有できます。 Web サイトおよびアプリケーションの読み取り専用構成ファイル ossfs は限られたネットワークパフォーマンスを提供し、小さなファイルの読み取りに使用できます。画像、オーディオ、ビデオファイルなどの読み取り専用メディアファイル OSS は、画像、オーディオ、ビデオなどの非構造化データを保存するのに適しています。	課金方法とデータアクセス頻度に基づいて、ストレージクラスを選択できます。詳細については、「ストレージソリューション選択のガイダンス」および「概要」をご参照ください。

Alibaba Cloud ストレージサービスを使用する

ボリュームプラグイン

Container Storage Interface (CSI) は、Kubernetes コミュニティで推奨されているストレージプラグインです。 ACK は、ACK クラスタの CSI プラグインとして csi-provisioner を提供しており、Alibaba Cloud ストレージリソースに基づくストレージボリュームをサポートしています。

重要

CSI プラグインを使用してボリュームのマウント、マウント解除、作成、削除を行う前に、CSI プラグインが他の Alibaba Cloud サービスにアクセスすることを承認する必要があります。 CSI は、AliyunCCCSIPluginRole RAM (Resource Access Management) ロールを担って、他の Alibaba Cloud サービスのリソースにアクセスします。詳細については、「認証の概要」をご参照ください。

マウント方法

PV を使用して、クラウドディスクや NAS ファイルシステムなどの Alibaba Cloud ストレージリソースを定義します。 PVC を PV にバインドし、ポッドのボリュームで PVC を使用してストレージリソースをマウントすることを指定します。クラウドストレージリソースと PV の作成方法の違いに基づいて、クラウドストレージリソースをマウントするために使用される方法は、次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 を作成し、PV を PVC にバインドして静的マウントを実装します。この方法では、コンテナが起動される前に PV が準備されていることが保証されるため、既存のストレージリソースが関係するシナリオに適しています。
動的
StorageClass を使用して、動的に作成するクラウドストレージリソースを定義し、StorageClass を PVC に関連付けることができます。システムは、PVC と StorageClass の構成に基づいて PV を自動的に作成してバインドします。このモードはより柔軟で自動化されており、事前に PV を作成する必要はありません。

次の表に、さまざまなタイプのボリュームをマウントする方法を示します。

Alibaba Cloud ストレージサービス	静的にプロビジョニングされたボリューム	動的にプロビジョニングされたボリューム
ブロックストレージ	サポートされていません	動的にプロビジョニングされたディスクボリュームを使用してデータを永続化できることを確認する
NAS	NAS ボリュームの使用	動的にプロビジョニングされた NAS ボリュームをマウントする
凌雲向け CPFS	静的にプロビジョニングされた CPFS ボリュームをマウントする	サポートされていません
OSS	静的にプロビジョニングされた OSS ボリュームをマウントする	サポートされていません

参照

永続ストレージに加えて、ディスクを一時ストレージボリュームとして使用して、一時的なデータを保持できます。このようなストレージボリュームは、ポッドと共に作成および削除されます。詳細については、「一時ボリュームをマウントする」をご参照ください。
デフォルトでは、ACK ポッドは 30 GiB の無料 EphemeralStorage を提供します。 EphemeralStorage を拡張するには、「EphemeralStorage を追加する」をご参照ください。