阿里云Kubernetes CSI支持两种类型的NAS动态存储卷挂载：subpath方式和filesystem方式。本文介绍如何使用阿里云NAS动态存储卷，及如何验证NAS存储卷的持久化存储与共享存储特性。

前提条件

  • 已创建Kubernetes集群。具体操作，请参见创建Kubernetes托管版集群。
  • 已创建NAS文件系统。请参见创建文件系统。

    若需要加密NAS存储卷中的数据，创建NAS文件系统时请配置加密类型。

  • 已创建NAS挂载点。请参见管理挂载点。

    NAS挂载点需要和集群节点在同一个VPC内。

使用场景

  • 对磁盘I/O要求较高的应用。
  • 读写性能相对于对象存储OSS高。
  • 可实现跨主机文件共享，例如可作为文件服务器。

注意事项

  • 在使用极速NAS文件系统时，配置动态存储卷StorageClass中的path需要以/share为父目录。例如，0cd8b4a576-g****.cn-hangzhou.nas.aliyuncs.com:/share/subpath表示Pod挂载的NAS文件系统子目录为/share/subpath。
  • NAS支持同时被多个Pod挂载，此时多个Pod可能同时修改相同数据，需要应用自行实现数据的同步。
    说明 NAS存储的/目录不支持修改权限、属主和属组。
  • 若您在应用模板中配置了securityContext.fsgroup参数，kubelet在存储卷挂载完成后会执行chmod或chown操作，导致挂载时间延长。
    说明 若已配置securityContext.fsgroup参数，且需要减少挂载时间。具体操作，请参见NAS存储卷挂载时间延长。

通过控制台的方式使用NAS动态存储卷

通过控制台的方式只能创建subpath类型的NAS动态存储卷，若您需要使用filesystem类型的NAS动态存储卷，请使用kubectl命令行方式。

步骤一：创建StorageClass

  1. 登录容器服务管理控制台，在左侧导航栏中选择集群。
  2. 在集群列表页面中，单击目标集群名称，然后在左侧导航栏中，选择存储 > 存储类。
  3. 在存储类页面，单击右上角的创建。
  4. 在创建对话框，配置StorageClass的相关参数。
    部分参数的说明如下所示：
    参数说明
    名称StorageClass的名称。

    名称必须以小写字母开头，只能包含小写字母、数字、小数点（.）和短划线（-）。

    存储卷类型可选择云盘或NAS。本示例选择NAS。
    存储驱动默认为CSI。
    回收策略回收策略，默认为Delete，支持Retain。
    • Delete模式：需配合archiveOnDelete一起使用。
      • 当archiveOnDelete为true，删除PVC时，PV和NAS文件只是被重命名，不会被删除。
      • 当archiveOnDelete为false，删除PVC时，PV和NAS文件会被真正删除。
    • Retain模式：删除PVC的时候，PV和NAS文件系统不会被删除，需要您手动删除。

    如果数据安全性要求高，推荐使用Retain方式以免误删数据。

    挂载选项挂载NAS的可选参数，包括NFS协议版本等参数。
    挂载点域名NAS文件系统的挂载点地址。

    若无可选的挂载点地址，请先创建NAS文件系统.。具体操作，请参见通过CNFS方式使用NAS文件系统。

    路径NAS文件系统中的挂载路径。
  5. 参数配置完成后，单击创建。
    创建成功后在存储类列表中可看到刚创建的StorageClass。

步骤二：创建PVC

  1. 在集群管理页左侧导航栏中，选择存储 > 存储声明。
  2. 在存储声明页面，单击右上角的创建。
  3. 在弹出的创建存储声明页面中，填写界面参数。
    参数说明
    存储声明类型支持云盘、NAS、OSS三种云存储类型。 本文中选择NAS。
    名称创建的存储声明名称在集群内必须唯一。
    分配模式本文中选择使用存储类动态创建。
    已有存储类单击选择存储类，在选择存储类对话框目标存储类右侧操作列单击选择。
    总量所创建存储卷的容量。
    访问模式默认为ReadWriteMany，也可选择ReadWriteOnce。
  4. 单击创建。
    创建成功后可在列表中看到创建的存储声明，并且已绑定相应的存储卷。

步骤三：创建应用

  1. 在集群管理页左侧导航栏中，选择工作负载 > 无状态。
  2. 在无状态页面中，单击使用镜像创建。
  3. 配置创建应用的参数信息。
    以下主要为您介绍数据卷的配置。关于其他参数的描述，请参见创建无状态工作负载Deployment。
    ACK数据卷支持配置本地存储和云存储。
    • 本地存储：支持主机目录（HostPath）、配置项（ConfigMap）、保密字典（Secret）和临时目录，将对应的挂载源挂载到容器路径中。更多信息，请参见Volumes。
    • 云存储：支持云存储类型。
    本例中配置了一个NAS类型的数据卷，将该NAS存储卷挂载到容器中/tmp路径下。
    数据卷
  4. 所有的信息都配置完成后，单击创建。
    创建成功后，您就可以正常使用数据卷。

通过kubectl命令行方式使用subpath类型的NAS动态存储卷

当您的多个Kubernetes应用或者Pod需要挂载相同的NAS存储卷共享数据时，或不同的Pod挂载相同NAS文件系统的不同子目录时， 可以使用subpath类型的NAS动态存储卷方式。

NAS动态存储卷的挂载方式为subpath类型时，您需要手动创建NAS文件系统和挂载点。

  1. 创建NAS文件系统和挂载点。
    1. 登录NAS控制台。
    2. 创建NAS文件系统。请参见创建文件系统。
    3. 添加挂载点。请参见管理挂载点。
  2. 创建StorageClass。
    1. 创建并复制以下内容到alicloud-nas-subpath.yaml文件中。
      apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: alicloud-nas-subpath
mountOptions:
- nolock,tcp,noresvport
- vers=3
parameters:
  volumeAs: subpath
  server: "0cd8b4a576-g****.cn-hangzhou.nas.aliyuncs.com:/k8s/"
provisioner: nasplugin.csi.alibabacloud.com
reclaimPolicy: Retain
      参数描述
      mountOptions挂载NAS的options参数在mountOptions中配置，包括NFS协议版本。
      volumeAs可选subpath、filesystem，分别表示创建子目录类型的PV和文件系统类型PV。
      server表示创建子目录类型的PV时，NAS文件系统的挂载点地址。
      provisioner驱动类型。本例中取值为nasplugin.csi.alibabacloud.com，表示使用阿里云NAS CSI插件。
      reclaimPolicyPV的回收策略，默认为Delete，支持Retain。
      • Delete模式：需配合archiveOnDelete一起使用。
        • 当archiveOnDelete为true，删除PVC时，PV和NAS文件只是被重命名，不会被删除。
        • 当archiveOnDelete为false，删除PVC时，PV和NAS文件会被真正删除。
      • Retain模式：删除PVC的时候，PV和NAS文件系统不会被删除，需要您手动删除。
      如果数据安全性要求高，推荐使用Retain方式以免误删数据。
      archiveOnDelete表示在reclaimPolicy为Delete时，是否删除后端存储。因为NAS为共享存储，添加此选项进行双重确认。在参数parameters下配置。默认为true，表示不会真正删除目录或文件，而是将其Rename，格式为：archived-{pvName}.{timestamp}；如果是配置为false，表示会真正删除后端对应的存储资源。
      说明 在业务流量非常大时，不适合配置为false。更多信息，请参见使用NAS动态存储卷时Controller的任务队列已满且无法创建新的PV。
    2. 执行以下命令创建StorageClass。
      kubectl create -f alicloud-nas-subpath.yaml
  3. 执行以下命令创建PVC。
    1. 创建并复制以下内容到pvc.yaml文件中。
      kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata: 
  name: nas-csi-pvc
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteMany 
  storageClassName: alicloud-nas-subpath
  resources: 
    requests:
      storage: 20Gi
      参数说明
      namePVC的名称。
      accessModes配置访问模式。
      storageClassNameStorageClass的名称，用于绑定StorageClass。
      storage声明应用存储使用量。
    2. 执行以下命令创建PVC。
      kubectl create -f pvc.yaml
  4. 执行以下命令创建应用。
    创建应用nginx-1和nginx-2共享NAS存储卷的同一个子目录。
    1. 创建并复制以下内容到nginx-1.yaml文件中。
      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-nas-1
  labels:
    app: nginx-1
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-1
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
          - name: nas-pvc
            mountPath: "/data"
      volumes:
        - name: nas-pvc
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nas-csi-pvc
      • mountPath：NAS在容器中挂载的位置。
      • claimName：PVC的名称，用于绑定PVC。本例中为nas-csi-pvc。
    2. 创建并复制以下内容到nginx-2.yaml文件中。
      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-nas-2
  labels:
    app: nginx-2
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-2
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
          - name: nas-pvc
            mountPath: "/data"
      volumes:
        - name: nas-pvc
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nas-csi-pvc
      • mountPath：NAS在容器中挂载的位置。本例为/data。
      • claimName：输入与nginx-1应用相同的PVC名称，本例为nas-csi-pvc。
    3. 执行以下命令创建应用nginx-1和nginx-2。
      kubectl create -f nginx-1.yaml -f nginx-2.yaml
  5. 执行以下命令查看Pod信息。
    kubectl get pod

    预期输出：

    NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n****   1/1     Running   0          32s
deployment-nas-2-c5bb4746c-4****    1/1     Running   0          32s
    说明 NAS存储卷的0cd8b4a576-g****.cn-hangzhou.nas.aliyuncs.com:/share/nas-79438493-f3e0-11e9-bbe5-00163e09****会同时挂载到deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n****和deployment-nas-2-c5bb4746c-4****的/data目录下。其中：
    • /share：StorageClass中指定的subpath。
    • nas-79438493-f3e0-11e9-bbe5-00163e09****：PV的名称。

    如果您需要为不同的Pod挂载同一个NAS文件系统的不同子目录， 则需要分别创建pvc-1和nginx-1以及pvc-2和nginx-2。

通过kubectl命令行方式使用filesystem类型的NAS动态存储卷

重要 filesystem类型的NAS动态卷在删除时默认保留文件系统和挂载点， 若需要在释放PV资源的同时释放NAS文件系统和挂载点， 则需要同时设置StorageClass中的reclaimPolicy为Delete且deleteVolume的值为true。

当您的Kubernetes应用需要动态创建和删除NAS文件系统和挂载点时， 可以使用filesystem类型。

使用filesystem类型NAS存储卷的Pod只能创建一个文件系统和一个挂载点， 多个Pod之间无法共享一个存储卷。操作步骤如下。

  1. 可选：RAM Policy设置和授予。
    如果您的集群是专有版集群，需要执行本步骤，托管版集群则不需要执行。

    filesystem类型的NAS存储卷涉及NAS文件系统和挂载点的动态创建与删除，专有版集群需要授予csi-provisioner相应的权限，RAM Policy的最小集合如下。 

    {
    "Action": [
        "nas:DescribeMountTargets",
        "nas:CreateMountTarget",
        "nas:DeleteFileSystem",
        "nas:DeleteMountTarget",
        "nas:CreateFileSystem"
    ],
    "Resource": [
        "*"
    ],
        "Effect": "Allow"
}

    您可以通过以下任意一种方式进行授权：

    • 编辑Kubernetes集群的Master RAM角色中的自定义策略内容，添加以上NAS相关的权限设置。请参见容器服务默认角色。自定义授权
    • 创建RAM用户授权以上RAM Policy并生成AccessKey，配置到csi-provisioner的env变量中。请参见容器服务默认角色。
      env:
- name: CSI_ENDPOINT
  value: unix://socketDir/csi.sock
- name: ACCESS_KEY_ID
  value: ""
- name: ACCESS_KEY_SECRET
  value: ""
  2. 创建StorageClass。
    1. 创建并复制以下内容到alicloud-nas-fs.yaml文件中。
      apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: alicloud-nas-fs
mountOptions:
- nolock,tcp,noresvport
- vers=3
parameters:
  volumeAs: filesystem
  storageType: Performance
  zoneId: cn-hangzhou-a
  vpcId: "vpc-2ze9c51qb5kp1nfqu****"
  vSwitchId: "vsw-gw8tk6gecif0eu9ky****"
  accessGroupName: DEFAULT_VPC_GROUP_NAME
  deleteVolume: "false"
provisioner: nasplugin.csi.alibabacloud.com
reclaimPolicy: Retain
      参数描述
      volumeAs定义创建数据的类型，可选filesystem和subpath两种类型：
      • filesystem表示Provisioner自动创建NAS文件系统，一个PV对应一个NAS文件系统。
      • subpath类型表示一个PV对应一个NAS文件系统的子目录，Provisioner自动创建NAS文件系统子目录。
      storageType定义创建NAS文件系统的类型，可选Performance及Capacity两种类型，分别表示性能型、容量型。默认为性能型。
      zoneId定义创建NAS文件系统所在可用区。
      vpcId定义创建NAS文件系统对应挂载点所在VPC。
      vSwitchId定义创建NAS文件系统对应挂载点所在vSwitch ID。
      accessGroupName定义创建NAS文件系统对应挂载点所用的AccessGroup。默认为DEFAULT_VPC_GROUP_NAME。
      deleteVolume定义数据卷删除时处理NAS文件系统策略，由于NAS为共享文件系统，安全起见需要同时配置。
      provisioner驱动类型。本例中取值为nasplugin.csi.alibabacloud.com，表示使用阿里云NAS CSI插件。
      reclaimPolicyPV的回收策略。当值为Delete且deleteVolume为true才会在删除PVC的时候把NAS文件系统删除。
    2. 执行以下命令创建StorageClass。
      kubectl create -f alicloud-nas-fs.yaml
  3. 创建PVC和Pod挂载NAS存储卷。
    1. 创建并复制以下内容到pvc.yaml文件中。
      kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: nas-csi-pvc-fs
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: alicloud-nas-fs
  resources:
    requests:
      storage: 20Gi
    2. 创建并复制以下内容到nginx.yaml文件中。
      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-nas-fs
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
          - name: nas-pvc
            mountPath: "/data"
      volumes:
        - name: nas-pvc
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nas-csi-pvc-fs
    3. 执行以下命令创建PVC和Pod。
      kubectl create -f pvc.yaml -f nginx.yaml

这种场景下，CSI会在PVC创建时动态新建NAS文件系统和挂载点，PVC删除时动态删除挂载点和文件系统。

验证NAS的持久化存储

NAS提供了持久化存储服务，当某个Pod删除时，重新部署的Pod将自动同步之前Pod的所有数据。

根据以下示例验证NAS的持久化存储特性：

  1. 查看部署应用的Pod和NAS文件。
    1. 执行以下命令，查看部署的应用所在Pod的名称。
      kubectl get pod

      预期输出：

      NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n****   1/1     Running   0          32s
deployment-nas-2-c5bb4746c-4****    1/1     Running   0          32s
    2. 执行以下命令，查看任意一个Pod/data路径下的文件，本文以名为deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n****的Pod为例。
      kubectl exec deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n**** -- ls /data
      无返回结果，说明/data路径下无文件。
  2. 执行以下命令，在名为deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n****的Pod/data路径下创建文件nas。
    kubectl exec deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n**** -- touch /data/nas
  3. 执行以下命令，查看名为deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n****的Pod/data路径下的文件。
    kubectl exec deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n**** -- ls /data

    预期输出：

    nas
  4. 执行以下命令，删除Pod。
    kubectl delete pod deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n****
  5. 同时在另一个窗口中，执行以下命令，查看Pod删除及Kubernetes重建Pod的过程。
    kubectl get pod -w -l app=nginx
  6. 验证删除Pod后，NAS里创建的文件是否还存在。
    1. 执行以下命令，查看Kubernetes重建的Pod名称。
      kubectl get pod

      预期输出：

      NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deployment-nas-1-5b5cdm2g5-m****    1/1     Running   0          32s
deployment-nas-2-c5bb4746c-4****    1/1     Running   0          32s
    2. 执行以下命令，查看名为deployment-nas-1-5b5cdm2g5-m****的Pod/data路径下的文件。
      kubectl exec deployment-nas-1-5b5cdm2g5-m**** -- ls /data

      预期输出：

      nas
      nas文件仍然存在，说明NAS的数据可持久化保存。

验证NAS存储卷的共享存储

NAS存储卷支持同时被多个Pod挂载，当某个Pod修改数据时，其余Pod将自行实现数据的同步。

根据以下示例验证NAS存储卷的共享存储特性：

  1. 查看部署的应用所在的Pod和NAS文件。
    1. 执行以下命令，查看应用所在Pod的名称。
      kubectl get pod

      预期输出：

      NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n****   1/1     Running   0          32s
deployment-nas-2-c5bb4746c-4****    1/1     Running   0          32s
    2. 执行以下命令，查看2个Pod/data路径下的文件。
      kubectl exec deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n**** -- ls /data
kubectl exec deployment-nas-2-c5bb4746c-4**** -- ls /data
  2. 执行以下命令，在任意一个Pod的/data路径下创建文件nas。
     kubectl exec deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n**** -- touch /data/nas
  3. 执行以下命令，查看2个Pod/data路径下的文件。
    1. 执行以下命令，查看名为deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n****的Pod/data路径下的文件。 
      kubectl exec deployment-nas-1-5b5cdb85f6-n**** -- ls /data

      预期输出：

      nas
    2. 执行以下命令，查看名为deployment-nas-2-c5bb4746c-4****的Pod /data路径下的文件。 
      kubectl exec deployment-nas-2-c5bb4746c-4**** -- ls /data

      预期输出：

      nas
      在任意一个Pod的/data下创建的文件，两个Pod下的/data路径下均存在此文件，说明两个Pod共享一个NAS。

支持用户或用户组隔离

  1. 使用以下YAML内容，在容器组内，使用nobody用户启动进程，创建的目录UID和GID为65534。
    apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: nas-sts
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: busybox
  serviceName: "busybox"
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: busybox
    spec:
      securityContext:
        fsGroup: 65534    #创建目录/文件时，UID/GID为65534（nobody用户）。
        fsGroupChangePolicy: "OnRootMismatch"    #只有根目录的属主与访问权限与卷所期望的权限不一致时， 才改变其中内容的属主和访问权限。
      containers:
      - name: busybox
        image: busybox
        command:
        - sleep
        - "3600"
        securityContext:
          runAsUser: 65534    #所有容器内的进程都使用用户ID为65534（nobody用户）来运行。
          runAsGroup: 65534   #所有容器中的进程都以主组ID为65534（nobody用户）来运行。
          allowPrivilegeEscalation: false
        volumeMounts:
        - name: nas-pvc
          mountPath: /data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: nas-pvc
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "alicloud-nas-subpath"
      resources:
        requests:
          storage: 100Gi
  2. 执行以下命令，在容器中启动top命令，查看USER是否为nobody。
    kubectl exec nas-sts-0 -- "top"

    预期输出：

    Mem: 11538180K used, 52037796K free, 5052K shrd, 253696K buff, 8865272K cached
CPU:  0.1% usr  0.1% sys  0.0% nic 99.7% idle  0.0% io  0.0% irq  0.0% sirq
Load average: 0.76 0.60 0.58 1/1458 54
  PID  PPID USER     STAT   VSZ %VSZ CPU %CPU COMMAND
   49     0 nobody   R     1328  0.0   9  0.0 top
    1     0 nobody   S     1316  0.0  10  0.0 sleep 3600

    由预期输出看出：是nobody用户执行top命令。

  3. 执行以下命令，验证在NAS挂载目录下创建的目录和文件是否为nobody。
    kubectl exec nas-sts-0 -- sh -c "touch /data/test; mkdir /data/test-dir; ls -arlth /data/"

    预期输出：

    total 5K
drwxr-xr-x    1 root     root        4.0K Aug 30 10:14 ..
drwxr-sr-x    2 nobody   nobody      4.0K Aug 30 10:14 test-dir
-rw-r--r--    1 nobody   nobody         0 Aug 30 10:14 test
drwxrwsrwx    3 root     nobody      4.0K Aug 30 10:14 .

    由预期输出看出：在/data下创建的test文件和test-dir目录，UID和GID对应的用户均为nobody用户。