CSI 接口¶

CSI 即 Container Storage Interfaces，容器存储接口。目前，Kubernetes 中的存储子系统仍存在一些问题。存储驱动程序代码在 Kubernetes 核心存储库中进行维护，这很难测试。Kubernetes 还需要授予存储供应商许可，便于将代码嵌入 Kubernetes 核心存储库。

CSI 旨在定义行业标准，该标准将使支持 CSI 的存储提供商能够在支持 CSI 的容器编排系统中使用。

下图描述了一种与 CSI 集成的高级 Kubernetes 原型。

CSI 接口

引入了三个新的外部组件以解耦 Kubernetes 和存储提供程序逻辑
蓝色箭头表示针对 API 服务器进行调用的常规方法
红色箭头显示 gRPC 以针对 Volume Driver 进行调用

扩展 CSI 和 Kubernetes¶

为了实现在 Kubernetes 上扩展卷的功能，应该扩展几个组件，包括 CSI 规范、“in-tree” 卷插件、external-provisioner 和 external-attacher。

扩展 CSI 规范¶

最新的 CSI 0.2.0 仍未定义扩展卷的功能。应引入新的 3 个 RPC：RequiresFSResize、 ControllerResizeVolume 和 NodeResizeVolume。

service Controller {
  rpc CreateVolume (CreateVolumeRequest)
    returns (CreateVolumeResponse) {}
……
  rpc RequiresFSResize (RequiresFSResizeRequest)
    returns (RequiresFSResizeResponse) {}
  rpc ControllerResizeVolume (ControllerResizeVolumeRequest)
    returns (ControllerResizeVolumeResponse) {}
}
service Node {
  rpc NodeStageVolume (NodeStageVolumeRequest)
    returns (NodeStageVolumeResponse) {}
……
  rpc NodeResizeVolume (NodeResizeVolumeRequest)
    returns (NodeResizeVolumeResponse) {}
}

扩展 “In-Tree” 卷插件¶

除了扩展的 CSI 规范之外，Kubernetes 中的 csiPlugin 接口还应实现 expandablePlugin。 csiPlugin 接口将扩展代表 ExpanderController 的 PersistentVolumeClaim。

type ExpandableVolumePlugin interface {
VolumePlugin
ExpandVolumeDevice(spec Spec, newSize resource.Quantity, oldSize resource.Quantity) (resource.Quantity, error)
RequiresFSResize() bool
}

实现卷驱动程序¶

最后，为了抽象化实现的复杂性，应将单独的存储提供程序管理逻辑硬编码为以下功能，这些功能在 CSI 规范中已明确定义：

CreateVolume
DeleteVolume
ControllerPublishVolume
ControllerUnpublishVolume
ValidateVolumeCapabilities
ListVolumes
GetCapacity
ControllerGetCapabilities
RequiresFSResize
ControllerResizeVolume

展示¶

以具体的用户案例来演示此功能。

为 CSI 存储供应商创建存储类

allowVolumeExpansion: true
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: csi-qcfs
parameters:
  csiProvisionerSecretName: orain-test
  csiProvisionerSecretNamespace: default
provisioner: csi-qcfsplugin
reclaimPolicy: Delete
volumeBindingMode: Immediate

在 Kubernetes 集群上部署包括存储供应商 csi-qcfsplugin 在内的 CSI 卷驱动

创建 PVC qcfs-pvc，它将由存储类 csi-qcfs 动态配置

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: qcfs-pvc
  namespace: default
....
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 300Gi
  storageClassName: csi-qcfs

创建 MySQL 5.7 实例以使用 PVC qcfs-pvc
为了反映完全相同的生产级别方案，实际上有两种不同类型的工作负载，包括：
- 批量插入使 MySQL 消耗更多的文件系统容量
- 浪涌查询请求
通过编辑 pvc qcfs-pvc 配置动态扩展卷容量

CSI 接口¶

扩展 CSI 和 Kubernetes¶

扩展 CSI 规范¶

扩展 “In-Tree” 卷插件¶

实现卷驱动程序¶

展示¶

评论