阿里云容器服务ACK的容器存储功能基于Kubernetes容器存储接口（CSI），深度融合阿里云存储服务云盘EBS，文件存储NAS和CPFS，以及对象存储OSS，本地盘等，并完全兼容Kubernetes原生的存储服务，例如EmptyDir、HostPath、Secret、ConfigMap等存储。本文介绍ACK存储CSI的概览、ACK存储CSI支持的功能、CSI使用授权、CSI使用限制等。

ACK容器存储概览

overview
容器服务ACK支持Pod自动绑定阿里云云盘、NAS、 OSS、CPFS、本地卷等存储服务，每种存储卷的主要特点及应用场景如下表。
阿里云存储 静态数据卷 动态数据卷 默认部署 主要特点 应用场景
阿里云云盘 支持 支持 是 非共享存储，每个云盘只能在单个节点挂载。
  • 高IO、低延时场景。

    云盘块存储设备适用于对IO、延迟要求较高的应用场景，例如：数据库、中间件等服务。

  • 非共享场景

    云盘卷是独享模式，同时只能给一个Pod使用，在非共享数据业务场景可以考虑使用云盘卷。

更多信息，请参见云盘存储卷概述。

阿里云NAS 支持 支持 是 共享存储，可提供高性能、高吞吐存储服务。
  • 共享数据场景

    NAS支持多个Pod同时访问一份数据，如果您有共享数据需求，推荐使用NAS。

  • 大数据分析场景

    NAS提供了较高的数据吞吐能力，能满足大批量作业对共享存储访问的需求。

  • Web应用场景

    为Web应用、内容管理系统提供存储支撑。

  • 保存日志场景

    如果您希望将日志保存到存储卷，推荐使用NAS数据卷。

更多信息，请参见NAS存储卷概述。

阿里云OSS 支持 支持 是 共享存储，用户态文件系统。
  • 媒体、图片等媒体文件只读场景

    您可以通过OSS数据卷读取上述文件类型。

  • 网页、应用配置文件只读场景

    OSSFS网络性能欠佳，可以支撑一些小文件的读场景。

说明 OSS数据卷通过OSSFS挂载，是一种通过FUSE方式模拟实现的用户态文件系统。对于写场景稳定性欠佳，因此在写场景中推荐使用其他存储卷类型。

更多信息，请参见OSS存储卷概述。

阿里云CPFS 支持 支持 否 高性能、高带宽、共享存储。
  • 基因计算、大数据分析场景

    CPFS提供的高吞吐能力，满足大规模集群对存储超高性能的需求。

  • 数据缓存访问场景

    您可以将低速存储数据先下载到CPFS卷，然后供应用高速访问。

更多信息，请参见CPFS1.0静态卷和CPFS1.0动态卷。

说明 ACK部署的CSI插件支持静态存储卷挂载和动态存储卷挂载2种方式，在静态存储卷挂载的方式中，通常需要手动编辑和创建一个PV和PVC进行挂载。当需要PV和PVC数量很大的时候，您可以创建动态存储卷进行挂载。PV和PVC的概念如下：
PersistentVolume（PV）
集群内的存储资源。PV独立于Pod的生命周期，可根据不同的StorageClass类型创建不同类型的PV。
PersistentVolumeClaim（PVC）
集群内的存储请求。例如，PV是Pod使用的节点资源，PVC则声明使用PV资源。当PV资源不足时，PVC可动态创建PV。

ACK容器存储功能

ACK不同集群形态与各存储服务能力的对应关系如下表。

存储分类 存储能力 ACK集群（Linux） ASK集群 注册集群（混合云／多云） ACK@Edge ACK（Windows） ACK专有云 ACK安全容器（Sandbox）
块存储 云盘挂载和卸载 ✔️ ✔️ ❌ ❌ ✔️ ✔️ ✔️
在线扩容（Resize） ✔️ ✔️ ❌ ❌ ❌ ✔️ ❌
快照（Snapshot） ✔️ ✔️ ❌ ❌ ❌ ✔️ ✔️
容器IO监控 ✔️ ❌ ❌ ❌ ❌ ✔️ ❌
文件系统 支持XFS、 Ext4、dBFS 支持XFS、 Ext4 ❌ ❌ 支持NTFS 支持XFS、 Ext4 支持XFS、 Ext4
块、裸设备 ✔️ ❌ ❌ ❌ ❌ ✔️ ❌
快照恢复 ✔️ ✔️ ❌ ❌ ❌ ✔️ ✔️
云盘队列设置 ✔️ ❌ ❌ ❌ ❌ ✔️ ❌
数据加密CMK和BYOK ✔️ ✔️ ❌ ❌ ✔️ ✔️ ✔️
多可用区感知 ✔️ ❌ ❌ ❌ ✔️ ✔️ ✔️
用户自定义标签 ✔️ ✔️ ❌ ❌ ✔️ ✔️ ✔️
跨主机迁移 ✔️ ✔️ ❌ ❌ ✔️ ✔️ ✔️
文件存储 NAS创建，挂载，卸载 ✔️ ✔️ ✔️ ✔️ ❌ ✔️ ✔️
Samba挂载卸载 ❌ ❌ ✔️ ❌ ✔️ ❌ ❌
高吞吐并行文件系统（CPFS） ✔️ ❌ ✔️ ❌ ❌ ❌ ❌
回收站 （CNFS） ✔️ ❌ ❌ ✔️ ❌ ❌ ❌
动态数据卷-子目录／共享目录（CNFS） ✔️ ❌ ✔️ ✔️ ✔️ ✔️ ✔️
数据加密CMK（CNFS，极速NAS） ✔️ ❌ ❌ ✔️ ❌ ✔️ ✔️
容量控制Quota（CNFS） ✔️，只支持托管版 ❌ ❌ ✔️ ❌ ❌ ❌
容量／IO监控 （CNFS） ✔️ ❌ ✔️ ✔️ ❌ ❌ ❌
在线扩容（CNFS） ✔️ ❌ ✔️ ✔️ ❌ ❌ ❌
对象存储 OSS挂载和卸载 ✔️ ✔️ ✔️ ✔️ ❌ ✔️ ✔️
数据加密BYOK ✔️ ❌ ✔️ ✔️ ❌ ✔️ ✔️
本地存储 块存储LVM管理 ✔️ ❌ ✔️ ✔️ ❌ ✔️ ❌
VolumeGroup自动化配置 ✔️ ❌ ✔️ ✔️ ❌ ✔️ ❌
节点LVM容量感知调度 ✔️ ❌ ✔️ ✔️ ❌ ✔️ ❌
PMEM Direct Mem ✔️ ❌ ❌ ❌ ❌ ❌ ❌
PMEM LVM卷 ✔️ ❌ ❌ ❌ ❌ ❌ ❌

CSI部署架构

CSI插件包括CSI-Plugin和CSI-Provisioner两部分。ACK托管版集群和ACK专有版集群中CSI的部署架构图如下表。
说明 ACK托管版和专有版集群默认部署CSI插件。针对ASK集群和边缘集群，您需自行部署CSI插件。
ACK托管版集群 ACK专有版集群
csi managed

ACK托管版集群中CSI插件CSI-Provisioner和CSI-Plugin都运行在Worker节点中。

 flexvolume

ACK专有版集群中CSI-Provisioner部署在Master节点上。CSI-Plugin以DaemonSet负载方式自动部署在Master、Worker中。

CSI使用授权

CSI插件在数据卷的挂载、卸载、创建、删除等操作上都需要您授予访问其他产品资源的权限。CSI插件支持直接使用AccessKey授权，也支持使用RAM角色授权的方式（默认）进行授权。两种授权方式的具体内容如下表。

使用账户AccessKey信息授权 使用RAM角色授权
  • 您可以直接在CSI部署模板中写入AccessKey信息。
  • 您也可以通过Secret方式将AccessKey信息传入环境变量。

ACK集群存储插件CSI使用AliyunCSManagedCsiRole角色来访问您在其他云产品中的资源。更多信息，请参见AliyunCSManagedCsiRole。关于如何为RAM角色授权，请参见为RAM角色授权。

  • 托管集群

    CSI使用的RAM角色权限的令牌被保存在名为addon.csi.token的Secret中，CSI插件挂载该Secret即可以实现RAM角色授权，并访问OpenAPI。

  • 专有集群

    CSI使用其Pod所在的ECS节点的RAM角色。

CSI插件使用限制

您在使用ACK存储CSI插件时需要注意CSI插件本身的使用限制，也需要注意使用CSI插件时涉及的阿里云存储产品的使用限制。

  • 阿里云存储产品使用限制
    阿里云存储产品 使用限制
    云盘数据卷
    • 每个节点最多挂载15个云盘数据卷。
    • 每个云盘数据卷只能给一个Pod使用，不能共享。
    • 不是每种云盘类型都能挂载所有ECS实例。更多信息，请参见实例规格族。
    • 包年包月的云盘不能进行挂载、卸载操作，不能用于容器数据卷场景。
    • 云盘只能挂载到相同可用区的ECS实例，不可以跨可用区挂载。
    • 建议使用StatefulSet方式使用云盘卷，不建议使用Deployment。
      说明 Deployment是无状态服务，当Pod在重启时，无法保证新Pod启动时间和老Pod结束时间之间的时间叠加，且Deployment多副本模式不能为每个Pod配置独立的存储卷。
    • 每个卷的最小容量是20 GiB。
    NAS数据卷
    • NAS卷只能挂载到相同VPC的ECS实例，不同VPC网络不能挂载。
    • 每个用户的NAS卷有数量限制，如果您要申请较多数量NAS盘，请提交工单至文件存储团队。
    OSS数据卷 不推荐您使用OSS数据卷进行数据写操作，写数据场景请选择其他存储。
    说明 OSS数据卷通过OSSFS挂载，是一种通过FUSE方式模拟实现的用户态文件系统。对于写场景稳定性欠佳，因此在写场景中推荐使用其他存储卷类型。
    CPFS数据卷
    • CPFS驱动对操作系统内核有较强的版本匹配需求，部署完CPFS环境后，请不要升级内核。
    • 当前只支持为没有CPFS驱动的节点安装CPFS驱动，而不支持升级CPFS驱动。
    说明

    CSI-CPFS插件属于Kubernetes CSI组件，负责挂载CPFS盘到Kubernetes Pod，供应用使用。

    CPFS驱动：是CPFS存储产品对应的客户端驱动，为内核层面负责CPFS存储协议的存储实现。

    CPFS CSI 插件和CPFS驱动之间的关联：
    • 当节点没有安装CPFS驱动时，如果部署CSI-CPFS插件，会默认安装CPFS驱动。
    • 当节点已经安装CPFS驱动时，如果部署CSI-CPFS插件，不会安装和升级CPFS驱动。
  • ACK存储CSI插件使用限制

    阿里云CSI插件已在社区开源，主要的支撑场景为ACK集群。对于非ACK集群（非阿里环境集群、阿里云自建集群），由于集群配置、权限管理、网络差异等，插件无法无缝支撑。如果您是这样的集群环境，可以通过阅读源码、修改配置等方式进行适配。更多信息，请参见alibaba-cloud-csi-driver。

版本说明

使用CSI插件要求Kubernetes版本为1.14及以上，且kubelet运行参数--enable-controller-attach-detach需要为true。

CSI插件安装与升级

关于CSI存储插件的安装与升级，请参见安装与升级CSI组件。

CSI和Flexvolume存储插件的区别

插件名称 插件特性 参考文档
Flexvolume Flexvolume插件是Kubernetes社区较早实现的存储卷扩展机制。ACK从上线起，即支持Flexvolume类型数据卷服务。Flexvolume插件包括以下三部分。
  • Flexvolume：负责数据卷的挂载、卸载功能。ACK默认提供云盘、NAS、OSS三种存储卷的挂载能力。
  • Disk-Controller：负责云盘卷的自动创建能力。
  • Nas-Controller：负责NAS卷的自动创建能力。

有关Flexvolume的详细概述，请参见Flexvolume概述。

有关如何升级Flexvolume存储插件，请参见管理组件。

CSI CSI插件是当前Kubernetes社区推荐的插件实现方案。ACK集群提供的CSI存储插件兼容社区的CSI特性。CSI插件包括以下两部分：
  • CSI-Plugin：实现数据卷的挂载、卸载功能。ACK默认提供云盘、NAS、OSS三种存储卷的挂载能力。
  • CSI-Provisioner：实现数据卷的自动创建能力，目前支持云盘、NAS两种存储卷创建能力。

有关CSI的详细概述，请参见CSI概述和alibaba-cloud-csi-driver。

说明
  • 在创建集群的时候确定插件类型。
  • 不支持CSI和Flexvolume插件在同一个集群中使用。
  • 不支持Flexvolume转变到CSI插件。
使用推荐
  • 针对新建集群，推荐您使用CSI插件。ACK会跟随社区持续更新CSI插件的各种能力。
  • 针对已经创建的集群，仍然使用已经安装的存储插件类型。ACK会持续支持Flexvolume插件。

如何判断集群的存储插件模式

  • 方式一：通过控制台查看节点注释
    1. 登录容器服务管理控制台。
    2. 在控制台左侧导航栏中，单击集群。
    3. 在集群列表页面中，单击目标集群名称或者目标集群右侧操作列下的详情。
    4. 在集群管理页左侧导航栏中，选择节点管理 > 节点。
    5. 在目标节点操作列选择更多 > 详情。
    6. 在基本信息中查看节点注释。

      如果有volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach: true，表示集群存储插件为CSI；若没有volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach: true，表示集群存储插件为Flexvolume。

  • 方式二：通过命令查看kubelet参数

    执行以下命令查看kubelet参数。

    ps -ef | grep kubelet

    预期输出：

    --enable-controller-attach-detach=true

    若--enable-controller-attach-detach的值为true，则表示集群存储插件为CSI；若--enable-controller-attach-detach的值为false，则表示集群存储插件为Flexvolume。