在ACK中为容器应用配置存储 - 容器服务 Kubernetes 版 ACK

Kubernetes应用通常需要持久化存储来保存数据。ACK通过标准的容器存储接口CSI，集成了多种阿里云存储服务（如云盘、OSS、NAS、CPFS等），并兼容Kubernetes原生存储机制，为不同业务场景提供存储解决方案。

存储方案选型

ACK的存储方案分为两类：

Kubernetes原生存储卷：用于临时数据、配置管理或与节点的交互。生命周期通常与Pod绑定，不适用于需要持久化保存应用数据的场景。
阿里云持久化存储卷：通过CSI组件集成，为工作负载提供稳定、可靠的数据持久化能力。生命周期独立于Pod，可用于有状态应用。

使用容器存储功能前，确保已了解相关概念，如存储卷、PV、PVC等，详见存储基础知识。

Kubernetes 原生存储卷

Kubernetes原生存储卷的生命周期通常与Pod绑定，不适用于需要持久化保存应用数据的场景。

类型	说明	核心特点
emptyDir	与Pod生命周期相同的临时空目录。	Pod删除后数据即丢失。可用于Pod内容器间数据交换或临时缓存。
HostPath	将节点宿主机上的文件或目录挂载到Pod中。可通过 `type` 字段（如 `DirectoryOrCreate`）控制挂载前的检查和创建行为。详见HostPath数据卷	数据与节点绑定，不随Pod迁移。不适用于需要高可用和持久化存储的有状态应用（如数据库、缓存）。
ConfigMap/Secret	以文件形式挂载配置项或敏感凭据。	仅用于存储小体积配置数据，非业务数据。用于将配置与应用解耦。

阿里云持久化存储卷

对于需要持久化存储数据的有状态应用，应选择由阿里云存储服务提供的持久化存储卷。这些存储卷的生命周期独立于Pod，通过CSI实现与Kubernetes的集成。

方案对比

为便于快速选型，表格中各存储方案的标题下方提供了部分核心属性的快速索引。以云盘为例：

云盘：方案详细说明。单击可查看详情。
静态/动态：方案支持的存储卷挂载方式，包括静态存储卷（PV/PVC）和动态存储卷（StorageClass/PVC）。单击可查看具体操作文档。
RWO：方案支持的存储卷访问模式（accessModes），包括RWO（ReadWriteOnce）、RWX（ReadWriteMany）、ROX（ReadOnlyMany）。
计费：方案计费说明。单击可查看详情。

存储方案	说明	权衡与限制
云盘 ^静态^/^动态^\|^{RWO（未启用多重挂载）}^\|^计费	说明：提供高数据可靠性（9个9）和稳定I/O性能的块存储服务，数据在后端采用三副本机制。支持文件系统（`volumeMode: Filesystem`）及块设备模式（`volumeMode: Block`），并提供多种性能规格（ESSD AutoPL、ESSD云盘、ESSD Entry等）和静态加密能力。场景：适用于数据库（MySQL/PostgreSQL）、中间件（Redis/ES）等对I/O性能和数据可靠性要求高的单实例有状态应用。	`accessModes`限制：未开启多重挂载的云盘同一时间只能被单个Pod挂载，无法原生满足多实例共享数据的业务需求（如Web集群内容共享）。推荐用于StatefulSet或单Pod，不推荐用于多副本Deployment，详见操作文档。可用区绑定：除ESSD同城冗余云盘外，其他云盘类型只能挂载到同一可用区下的Pod。建议使用`WaitForFirstConsumer`模式的StorageClass，实现拓扑感知调度。规格匹配：云盘类型与ECS实例规格存在匹配关系，详见实例规格族。
NAS ^静态^/^动态^{\| RWX、RWO、ROX \|}^计费	说明：支持NFS协议的共享文件存储，支持多Pod并发读写，容量和性能可弹性伸缩。提供回收站、快照、备份等数据保护能力。场景：Web集群内容共享、CI/CD流水线、日志集中存储、以及其他需要多应用实例并发读写同一份数据的场景。	网络I/O开销：读写均通过网络进行，相比云盘会引入额外的毫秒级延迟，不推荐用于数据库等对I/O延迟极其敏感的应用。 “邻居噪声”：在subpath和 sharepath 的共享实例模式下，动态供应的PV是后端同一个NAS的子目录，共享性能（带宽、IOPS）可能引发“邻居噪声”。协议与网络限制：仅支持NFS协议，且不支持跨VPC挂载。
OSS ^静态^{ossfs 1.0}^/^{ossfs 2.0} ^动态^{ossfs 1.0}^/^{ossfs 2.0} ^{RWX、ROX \|}^计费	说明：海量、低成本的对象存储服务。通过`ossfs`工具可将Bucket模拟成文件系统挂载到Pod中，单位存储成本低。提供`ossfs 1.0`（注重POSIX兼容性）和`ossfs 2.0`（为高吞吐、大并发场景优化）两种挂载方式。场景：AI/大数据分析的数据湖、网站图片/视频等静态媒体资源存储、应用数据备份与归档。	性能非原生：基于用户态文件系统（FUSE）实现，文件系统操作需转换为HTTP API调用，导致高延迟和低随机I/O性能，不推荐用于数据库或高频写入场景。 POSIX兼容性不完整：无法完整支持所有标准文件系统操作，如对根路径执行`chmod`、`chown`受限，可能引发应用兼容性问题。
CPFS 智算版 ^静态^/^动态^{\| RWX \|}^计费	说明：专为AI与智算领域打造的超高性能并行文件系统，提供高并发吞吐和IOPS性能。场景：AIGC大模型训练/推理、自动驾驶仿真等对并行I/O性能要求高的AI智算领域。	成本与可用性：成本较高，面向特定高性能场景。处于邀测阶段且仅在部分地域可用。挂载限制：不支持跨VPC挂载。
CPFS 通用版 ^静态^{\| RWX \|}^计费	说明：面向高性能计算（HPC）场景的共享文件系统，提供高于通用NAS的IOPS和吞吐带宽。场景：基因计算、大数据分析、数据缓存加速等传统HPC领域。	成本与可用性：成本高于通用NAS，且仅在部分地域可用。挂载限制：仅支持NFS协议，且不支持跨VPC挂载。

除基础性能外，不同存储方案在故障恢复、容量管理和数据保护等运维场景中也存在差异，可从以下几个问题进一步规划选型。

Pod所在节点故障时，应用和数据如何恢复？

当Pod所在节点发生故障时，应用能否快速恢复、数据是否安全，是高可用架构的核心。

云盘：CSI会自动将云盘从旧节点卸载，并挂载到新节点。
NAS / OSS / CPFS：共享存储，Pod 在新节点启动后可立即重新挂载，无需等待存储卷“漂移”。恢复速度仅取决于应用本身的启动时间。
HostPath：数据固定在特定节点上。如果该节点故障，Pod 将无法在其他节点上启动并访问原有数据。依赖应用自身实现跨节点的数据复制和高可用。

选型建议：如果应用（如单实例数据库）可容忍分钟级中断，可选择云盘。如需实现快速故障切换（如高可用 Web 服务），建议优先使用共享存储并部署多副本。如果应用自身处理数据复制和高可用，可选择本地盘以获得极致性能。

如何规划和管理应用的存储容量？

合理的容量规划能有效控制成本，并防止因存储耗尽导致服务中断。不同存储类型的 PVC 容量声明对实际存储用量的约束效果存在差异。

云盘：PVC 声明的容量与实际分配的云盘容量一一对应，容量限制可实际生效，且支持在线扩容。适合容量需求明确、需要严格资源隔离的场景。
OSS：本身无实际容量上限，按实际用量计费。PVC 容量仅用于匹配PV，不限制实际存储用量。
NAS / CPFS：
- 静态卷：PVC 容量仅用于匹配PV，不对实际存储用量产生限制；实际可用容量取决于后端实例的总容量上限，所有 Pod 共享。
- 动态卷：NAS（仅subpath方式且allowVolumeExpansion为true）及CPFS智算版场景下，PVC 容量将转换为对应目录的配额，限制实际容量；其他场景下行为与静态卷一致。

选型建议：对容量有精确预算和强隔离需求的应用（如多租户环境下的数据库）推荐使用云盘。大量 Pod 共享数据、容量动态变化的场景（如日志、Web 静态文件）推荐使用共享存储。

如何备份应用数据，防止误删或损坏？

云盘：通过快照实现，可对整个数据卷进行秒级创建和快速恢复，也可创建备份计划或立即备份，降低数据丢失风险。
NAS：提供回收站（通过CNFS，支持恢复单个文件或目录）和快照（部分NAS类型支持）。
OSS：提供版本控制和生命周期管理能力，以防止误操作，或进行数据归档。
HostPath：数据保护依赖应用层的高可用和复制机制。

选型建议：需要对整个数据卷进行快速、一致性备份恢复时推荐选择云盘快照。需要长期归档、合规审计或恢复单个文件的场景，推荐使用 NAS或OSS提供的相应功能。使用HostPath则必须确保应用层有完善的数据保护策略。

关键组件与概念

CSI组件（csi-plugin、csi-provisioner）
Kubernetes社区推荐的存储插件实现方案，已在集群中默认部署。负责与阿里云存储服务的API进行交互，实现存储卷的自动创建、挂载、卸载等全生命周期管理。详见管理CSI组件。
容器网络文件系统 (CNFS)
ACK托管集群Pro版提供的存储增强功能，将NAS、OSS、CPFS等抽象为Kubernetes CRD对象，提供更精细化的管理能力，如子目录动态创建、配额管理、IO性能监控、回收站、分布式缓存等。详见容器网络文件系统CNFS。

使用说明

使用CSI时需注意以下使用限制。

集群版本：需为1.14及以上。如需升级，请参见手动升级集群。
集群环境：已在ACK集群中完成全面适配和验证。对于非ACK集群（非阿里环境集群、阿里云自建集群），由于配置、权限、网络等环境差异，CSI无法保证开箱即用。
建议参见alibaba-cloud-csi-driver源码并结合自身环境进行适配。
节点配置：kubelet运行参数--enable-controller-attach-detach为true。
操作系统：不支持Windows节点。
RBAC权限：PV是集群级别的资源，PVC是命名空间级别的资源。进行RBAC授权时，需注意不同角色对这两类资源的权限差异。
如果ACK默认提供的预置角色（管理员、运维人员等）无法满足需求，请配置自定义权限。例如，ACK默认的运维人员角色对PVC有读写权限，但对PV仅有只读权限，因此无法手动创建PV。详见使用RBAC为集群内资源操作授权。

FAQ

如何判断集群使用的存储插件模式？

可选择以下方式查看。

通过控制台查看节点注释

在ACK集群列表页面，单击目标集群名称，在集群详情页左侧导航栏，选择节点管理 > 节点。
在节点列表的操作列，单击详情，在基本信息页签下查看节点注释。
若存在volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach: true，表示存储插件为CSI；若不存在，则为Flexvolume。

通过命令查看kubelet参数

登录节点，查看kubelet参数。

ps -ef | grep kubelet

预期输出：

--enable-controller-attach-detach=true

true：存储插件为CSI。
false：存储插件为Flexvolume。

如何手动为CSI授权？

CSI在执行存储卷的挂载、卸载、创建、删除等操作时，需要被授予访问其他产品资源的相应权限。通常情况下，集群已默认安装CSI且配置相关权限。如需手动授权，可参见以下内容。

使用RAM角色授权（默认）：CSI使用AliyunCSManagedCsiRole角色来访问其他云产品资源，详见容器服务ACK服务角色。
- ACK托管集群：CSI使用的RAM角色权限的Token被保存在名为addon.csi.token的Secret中。可挂载该Secret，从而实现RAM角色授权。
- ACK专有集群：CSI继承其Pod所在节点的RAM角色。
关于如何为RAM角色授权，请参见管理RAM角色的权限。
使用AccessKey授权
- 通过环境变量：将AccessKey创建为Kubernetes Secret，再通过环境变量的方式注入到CSI的Pod中，避免在部署模板中明文暴露密钥。
- 直接写入YAML：直接在CSI的YAML中写入AccessKey信息。不推荐在生产环境使用。

存储方案	说明	权衡与限制
云盘 ^静态^/^动态^\|^{RWO（未启用多重挂载）}^\|^计费	说明：提供高数据可靠性（9个9）和稳定I/O性能的块存储服务，数据在后端采用三副本机制。支持文件系统（`volumeMode: Filesystem`）及块设备模式（`volumeMode: Block`），并提供多种性能规格（ESSD AutoPL、ESSD云盘、ESSD Entry等）和静态加密能力。场景：适用于数据库（MySQL/PostgreSQL）、中间件（Redis/ES）等对I/O性能和数据可靠性要求高的单实例有状态应用。	`accessModes`限制：未开启多重挂载的云盘同一时间只能被单个Pod挂载，无法原生满足多实例共享数据的业务需求（如Web集群内容共享）。推荐用于StatefulSet或单Pod，不推荐用于多副本Deployment，详见操作文档。可用区绑定：除ESSD同城冗余云盘外，其他云盘类型只能挂载到同一可用区下的Pod。建议使用`WaitForFirstConsumer`模式的StorageClass，实现拓扑感知调度。规格匹配：云盘类型与ECS实例规格存在匹配关系，详见实例规格族。
NAS ^静态^/^动态^{\| RWX、RWO、ROX \|}^计费	说明：支持NFS协议的共享文件存储，支持多Pod并发读写，容量和性能可弹性伸缩。提供回收站、快照、备份等数据保护能力。场景：Web集群内容共享、CI/CD流水线、日志集中存储、以及其他需要多应用实例并发读写同一份数据的场景。	网络I/O开销：读写均通过网络进行，相比云盘会引入额外的毫秒级延迟，不推荐用于数据库等对I/O延迟极其敏感的应用。 “邻居噪声”：在subpath和 sharepath 的共享实例模式下，动态供应的PV是后端同一个NAS的子目录，共享性能（带宽、IOPS）可能引发“邻居噪声”。协议与网络限制：仅支持NFS协议，且不支持跨VPC挂载。
OSS ^静态^{ossfs 1.0}^/^{ossfs 2.0} ^动态^{ossfs 1.0}^/^{ossfs 2.0} ^{RWX、ROX \|}^计费	说明：海量、低成本的对象存储服务。通过`ossfs`工具可将Bucket模拟成文件系统挂载到Pod中，单位存储成本低。提供`ossfs 1.0`（注重POSIX兼容性）和`ossfs 2.0`（为高吞吐、大并发场景优化）两种挂载方式。场景：AI/大数据分析的数据湖、网站图片/视频等静态媒体资源存储、应用数据备份与归档。	性能非原生：基于用户态文件系统（FUSE）实现，文件系统操作需转换为HTTP API调用，导致高延迟和低随机I/O性能，不推荐用于数据库或高频写入场景。 POSIX兼容性不完整：无法完整支持所有标准文件系统操作，如对根路径执行`chmod`、`chown`受限，可能引发应用兼容性问题。
CPFS 智算版 ^静态^/^动态^{\| RWX \|}^计费	说明：专为AI与智算领域打造的超高性能并行文件系统，提供高并发吞吐和IOPS性能。场景：AIGC大模型训练/推理、自动驾驶仿真等对并行I/O性能要求高的AI智算领域。	成本与可用性：成本较高，面向特定高性能场景。处于邀测阶段且仅在部分地域可用。挂载限制：不支持跨VPC挂载。
CPFS 通用版 ^静态^{\| RWX \|}^计费	说明：面向高性能计算（HPC）场景的共享文件系统，提供高于通用NAS的IOPS和吞吐带宽。场景：基因计算、大数据分析、数据缓存加速等传统HPC领域。	成本与可用性：成本高于通用NAS，且仅在部分地域可用。挂载限制：仅支持NFS协议，且不支持跨VPC挂载。

容器服务 Kubernetes 版 ACK：存储概述