Kubernetes的PersistentLocalVolumes和VolumeScheduling

文檔說明

實驗環境:kubernetes Version v1.9.6
網絡CNI:fannel

本地卷:

更好的利用本地高性能介質(SSD,Flash)提升數據庫服務能力 QPS/TPS
更閉環的運維成本,現在越來越多的數據庫支持基于Replicated的技術實現數據多副本和數據一致性(比如MySQL Group Replication / MariaDB Galera Cluster / Percona XtraDB Cluster的),DBA可以處理所有問題,而不在依賴存儲工程師或者SA的支持。

為了使用本地存儲需要啟動FeatureGate:PersistentLocalVolumes支持本地存儲,1.9是alpha版本,1.10是beta版,默認開啟, v1.9版本需要api-server, controller-manager, scheduler, and all kubelets 開啟 feature-gates的功能

--feature-gates=PersistentLocalVolumes=true
--VolumeScheduling=true
--MountPropagation=true

實戰示例:

一、創建PersistentVolume

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: local-pv
annotations:
    "volume.alpha.kubernetes.io/node-affinity": '{
        "requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution": {
            "nodeSelectorTerms": [
                { "matchExpressions": [
                    { "key": "kubernetes.io/hostname",
                      "operator": "In",
                      "values": ["k8s-node1-product"]
                    }
                ]}
             ]}
          }'
spec:
capacity:
  storage: 10Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
storageClassName: local-storage
local:
  path: /mnt/disks/ssd1

二、創建Storage Class

kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
name: local-storage
provisioner: kubernetes.io/no-provisioner
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

三、創建Statefulset

apiVersion: apps/v1beta1 
kind: StatefulSet 
metadata: 
name: local-test 
spec: 
  serviceName: "local-service" 
  replicas: 1 
  template: 
    metadata: 
      labels: 
        app: local-test 
    spec: 
      containers: 
      - name: test-container 
        image: [gcr.io/google_containers/busybox:1.24]
        command: 
        - "/bin/sh" 
        args: 
        - "-c" 
        - "count=0; count_file=\"/usr/test-pod/count\"; test_file=\"/usr/test-pod/test_file\"; if [ -e $count_file ]; then count=$(cat $count_file); fi; echo $((count+1)) > $count_file; while [ 1 ]; do date >> $test_file; echo \"This is $MY_POD_NAME, count=$(cat $count_file)\" >> $test_file; sleep 10; done" 
        volumeMounts: 
        - name: local-vol 
          mountPath: /usr/test-pod 
        env: 
        - name: MY_POD_NAME 
         valueFrom: 
           fieldRef: 
             fieldPath: metadata.name 
     securityContext: 
       fsGroup: 1234 
 volumeClaimTemplates: 
 - metadata:
   annotations:
     volume.alpha.kubernetes.io/storage-class: local-storage
   name: local-vol 
   spec: 
     accessModes: [ "ReadWriteOnce" ] 
     storageClassName: "local-storage" 
     resources: 
       requests: 
         storage: 10Gi

該Statefulset的Pod將會調度到k8s-node1-product,并使用本地存儲“local-pv”

“PersistentLocalVolumes”和“VolumeScheduling”的局限

使用局限需要考慮:
具體部署時,針對PersistentLocalVolumes 只能應用在特定的有狀態服務的場景下
  • 資源利用率降低。一旦本地存儲使用完,即使CPU、Memory剩余再多,該節點也無法提供服務;
  • 需要做好本地存儲規劃,譬如每個節點Volume的數量、容量等,就像原來使用存儲時需要把LUN規劃好一樣,在一個大規模運行的環境,存在落地難度。
高可用風險需要考慮:

當Pod調度到某個節點后,將會跟該節點產生親和,一旦Node發生故障,Pod不能調度到其他節點,只能等待該節點恢復,你能做的就是等待“Node恢復”,如果部署3節點MySQL集群,再掛一個Node,集群將無法提供服務,你能做的還是“等待Node恢復”。這么設計也是合理的,社區認為該Node為Stateful節點,Pod被調度到其他可用Node會導致數據丟失

最后,借用Google工程師Kelsey Hightower的一句話:
“We very receptive this Kubernetes can’t be everything to everyone.”

參考文檔:
http://dockone.io/article/5260
https://blog.zhoulouzi.com/2018/03/kubernetes-local/
https://www.kubernetes.org.cn/2280.html?tdsourcetag=s_pctim_aiomsg
https://kubernetes.io/docs/concepts/storage/volumes/#local

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