为云中的容器设置持久性存储

2023-03-20

容器 csi 驱动程序

容器的持久存储是企业用户（包括那些在云中运行工作负载的用户）的普遍需求。容器实例是短暂的；一旦单个容器被破坏，它就不会留下任何东西。结果，需要持久性的工作负载（无论是通过保存状态和工作产品还是访问共享数据库）都必须与外部系统进行交互。为了满足此需求，Docker和Kubernetes等管理平台以及来

容器的持久存储是企业用户（包括那些在云中运行工作负载的用户）的普遍需求。

容器实例是短暂的；一旦单个容器被破坏，它就不会留下任何东西。结果，需要持久性的工作负载（无论是通过保存状态和工作产品还是访问共享数据库）都必须与外部系统进行交互。

为了满足此需求，Docker和Kubernetes等管理平台以及来自AWS，Azure和Google的云容器管理服务提供了连接到存储卷，网络文件系统和数据库的机制。

由于有很多方法可以为云中的容器实现永久性存储，因此管理员必须选择最能满足其独特存储需求的选项。

CaaS和Kubernetes的背景

容器即服务（CaaS）产品因其便捷性，可移植性，安全性，可伸缩性，性能和灵活性而成为自托管Kubernetes安装的越来越受欢迎的替代方案。云托管容器的多功能性可以使用云服务提供商的本机服务，这对于那些偏爱在线服务而不是私有容器基础架构的组织而言，是一个巨大的诱因。

Kubernetes已成为首选的集群管理平台。它可以通过诸如Amazon Elastic Kubernetes服务（EKS），Azure Kubernetes服务（AKS）和Google Kubernetes Engine（GKE）之类的产品获得。但是，云用户仍然可以使用几个选项来使用诸如Amazon Elastic Compute Cloud的专用计算实例或通过AWS Fargate，Azure容器实例或GKE节点自动预配置的服务按需容器实例来配置群集节点。

无论管理员如何部署群集节点，Kubernetes控制平面都提供了几种连接到永久卷和文件共享的方法，包括由云存储服务创建的卷和文件共享。

Kubernetes存储选项

Kubernetes中的存储使用可能会造成混乱，因为该平台具有很高的灵活性并支持众多存储平台。实际上，Kubernetes存储在概念上很简单，归结为将pod（一个或多个共享名称空间，卷和其他设置的容器）连接到外部卷。卷可以是：

逻辑磁盘和挂载点；
阻止存储服务，例如Amazon Elastic Block Store（EBS）或Azure磁盘；
网络文件共享，来自运行NFS，Ceph（CephFS）等的存储阵列，或来自Amazon Elastic File System（EFS）或Google Cloud Filestore等云文件服务。

根据Kubernetes文档，卷只是一个目录，其中可能包含一些数据，吊舱中的容器可以访问该目录。管理员使用的特定卷类型将确定该目录的名称，支持该目录的介质及其内容。

支持多种存储类型的灵活性源于容器存储接口（CSI），该标准是将块和文件存储公开给容器协调器（包括Cloud Foundry，Kubernetes，Mesos和Nomad）的标准。Pod使用.spec.volumes文件中的配置来装载卷，但是管理员不能嵌套卷。一个卷不能挂载或具有指向其他卷的符号链接。每个支持的卷类型都有一个不同的关键字，如Kubernetes文档中所指定；例如，用于EBS的awsElasticBlockStore，用于Azure文件的azureFile或用于SAN iSCSI卷的iscsi。

管理员经常使用持久卷带Kubernetes功能叫做StatefulSets，管理一套吊舱的部署和扩展的API。它提供了唯一的，持久的身份，永久的主机名以及有序的自动滚动代码更新。根据Kubernetes文档，StatefulSet中的各个Pod可能会失败，但是持久Pod标识符有助于将现有卷与替换发生故障的新Pod进行匹配。

容器中运行的应用程序还可以使用大多数语言提供的Open Database Connectivity驱动程序通过IP连接到外部数据库。当管理员将AKS与用于PostgreSQL的Azure数据库连接时，某些云服务（例如Azure）提供了说明，以最大化网络性能并最小化数据库开销。

其他云数据库服务使用Sidecar代理来支持连接方法。例如，Google Cloud SQL代理是一种安全可靠的方法，可以将GKE应用程序链接到Cloud SQL实例。Google提供了将外部服务映射到Kubernetes的最佳实践，例如为外部数据库创建服务端点，以及将统一资源标识符与端口映射一起用于托管数据库服务。