NAS 持久化存储最佳实践

NAS 提供了共享存储和持久化存储的服务，满足您需要多个 Pod 共享数据的应用场景。本文以静态创建 PV 的方式介绍如何使用 NAS 实现共享存储和持久化存储。

应用场景

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。

有状态服务 NAS 的使用场景

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

有状态服务 NAS 的使用方式

1. 手动创建文件系统，并添加挂载点。
2. 手动创建 PV 及 PVC。

前提条件

• 已注册火山引擎账号并完成实名认证，具体步骤，请参见 账号注册 及 实名认证。
• 已创建文件系统所属项目。关于项目的详情及创建项目的具体步骤，请参见 项目管理。
• 已创建私有网络 VPC，操作详情，请参见 创建私有网络。文件系统挂载时的 VPC 网络要与您 Kubernetes 集群所在的 VPC 网络保持一致。
• 已在文件存储控制台创建一个文件系统和挂载点，若未创建请参见下文步骤一，创建的文件系统需要与您的 Kubernetes 集群在同一可用区。
• 使用文件系统的 Pod 需运行在同一节点，并且保障节点和您创建的文件存储在同一可用区。

操作步骤

步骤一：创建文件存储和挂载点

1. 登录 文件系统 NAS 控制台，在顶部菜单栏选择地域。
2. 在左侧导航栏，选择 文件系统 > 实例列表，创建文件系统。详细介绍参见：创建文件系统。

3. 在左侧导航栏选择 文件系统 > 权限组，创建权限组并完成授权管理规则配置。详细介绍参见：创建权限组及规则。

4. 在左侧导航栏中选择 文件系统 > 实例列表，单击需要创建挂载点的文件系统名称并创建挂载点。详细介绍参见：创建挂载点。

步骤二：创建存储卷（PV）

1. 在集群管理页面，选择 存储管理 > 存储卷。
2. 单击存储卷列表左上角 创建存储卷。
3. 在弹出的 创建存储卷 页面，完成参数配置。

4. 配置完成后，单击 确定，完成存储卷创建。

使用 Yaml 创建 PV 的示例如下：

apiVersion: v1
    kind: PersistentVolume
    metadata:
      name: vke-nas-static-pv  # PV 名称。
    spec:
      accessModes:  # 存储卷的访问方式，目前仅支持 ReadWriteMany（多点读写）。
      - ReadWriteMany
      capacity:
        storage: 100Gi # NAS 存储容量。  
      csi:
        driver: nas.csi.volcengine.com  # 驱动类型，本示例为`nas.csi.volcengine.com`，表示火山引擎 csi-nas 插件。
        volumeAttributes:
          fsId: enas-cnbj1b9f********  # NAS 文件系统 ID，仅当文件系统类型为极速型时需要配置。
          fsType: Extreme   # 文件系统类型，Extreme：极速型；Common：通用型。
          path: /enas-cnbj1b9f********/temp  # NAS 文件系统挂载子目录。
          server: cnbj1b9f********.r*********.nas.ivolces.com  # NAS 文件系统挂载点地址。
          volumeAs: subpath  # 创建的子目录类型。subpath：子路径；filesystem：文件系统。
        volumeHandle: vke-nas-static-pv  # PV 的唯一标识符，与 PV 名称保持一致。如需同时使用多个 PV，则各个 PV 中该值必须不一致。
      mountOptions:
      - nolock,proto=tcp,noresvport
      - vers=3  # 挂载 NAS 数据卷的 NFS 协议版本号。3：NFSv3；4：NFSv4；4.1：NFSv4.1。
      persistentVolumeReclaimPolicy: Retain  # PV 回收策略。Retain：保留策略，Delete：删除策略。
      volumeMode: Filesystem  # PV 类型。Filesystem：将卷作为文件系统使用，设置为 Filesystem 的卷会被 Pod 挂载到某个目录；Block：将卷作为块设备使用。

步骤三：创建存储卷声明（PVC）

1. 在集群管理页面，选择 存储管理 > 存储卷声明。
2. 单击存储卷列表左上角 创建存储卷声明。
3. 在弹出的 创建存储卷声明 页面，完成参数配置。

4. 配置完成后，单击 确定，完成存储卷声明创建。

使用 Yaml 创建 PVC 的示例如下：

apiVersion: v1
    kind: PersistentVolumeClaim
    metadata:
      name: vke-nas-static-pvc  # PVC 名称。
    spec:
      accessModes:
      - ReadWriteMany  # PVC 访问模式。目前仅支持 ReadWriteMany ，表示多点读写。
      resources:
        requests:
          storage: 100Gi  # 声明的存储使用量。
      volumeMode: Filesystem  # PV 类型，本示例填写 Filesystem，表示文件存储。
      volumeName: vke-nas-static-pv  # 绑定到该 PVC 的 PV 名称。

步骤四：创建应用并添加卷

文件存储类型的静态存储卷创建完成后，可通过添加卷的方式挂载到工作负载使用，包括：无状态负载、任务、定时任务、守护进程。
可通过创建工作负载或更新工作负载操作的容器配置步骤，为工作负载添加卷并挂载卷。以创建无状态负载为例，详细操作参见：创建无状态负载。

使用 Yaml 创建 Deployment 的示例如下：

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: vke-nas-static-deployment  # Deployment 名称。
      namespace: default
      labels:
      app: nginx
    spec:
      replicas: 1
      selector:
        matchLabels:
          app: vke-nas-static-deployment
      template:
        metadata:
          labels:
            app: vke-nas-static-deployment
        spec:
          containers:
          - image: nginx
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            name: nginx
            volumeMounts:
            - mountPath: /tmp  # NAS 在容器中挂载的位置。
              name: nas-pv
          volumes:
          - name: nas-pv
            persistentVolumeClaim:
              claimName: vke-nas-static-pvc  # 步骤二中创建的 PVC 名称。

结果验证

验证 NAS 的共享存储

1. 在 kubectl 中执行以下命令，查看创建的应用。

kubectl get pod

预期输出：

NAME                                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
web-5c4d7f****-8f9qx                     1/1     Running   0          2m53s
web-5c4d7f****-brvch                     1/1     Running   0          2m53s
web-5c4d7f****-xltnr                     1/1     Running   0          2m53s

2. 执行以下命令，查看在 /test 路径下的文件。

kubectl exec web-5c4d7f****-8f9qx ls /test

预期输出：

kubectl exec web-5c4d7f****-8f9qx ls /test

3. 执行以下命令，在/test路径下创建文件 nas。

kubectl exec web-5c4d7f****-8f9qx touch /test/nas

4. 执行以下命令，查看在/test路径下的文件。

kubectl exec web-5c4d7f****-8f9qx ls /test

预期输出：

nas

5. 执行以下命令，在其他 Pod 上查看 /test 路径下的文件。

kubectl exec web-5c4d7f****-brvch ls /test

预期输出：

nas

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

验证 NAS 存储持久化

1. 执行以下命令，删除该应用的所有 Pod。

kubectl delete pod web-5c4d7f****-8f9qx web-5c4d7f****-brvch web-5c4d7f****-xltnr

预期输出：

pod "web-5c4d7f****-8f9qx" deleted
pod "web-5c4d7f****-brvch" deleted
pod "web-5c4d7f****-xltnr" deleted

2. 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
web-5c4d7f****-8l78w                     1/1     Running   0          53s
web-5c4d7f****-r5282                     1/1     Running   0          53s
web-5c4d7f****-vbswz                     1/1     Running   0          53s

3. 执行以下命令，查看重新创建的 Pod/test 路径下的文件。

kubectl exec web-5c4d7f****-8l78w ls /test

预期输出：

nas

4. 执行以下命令，查看另一个 Pod/test 路径下的文件。

kubectl exec web-5c4d7f****-vbswz ls /test

预期输出：

nas

5. 创建的文件 nas 并没有被随着 Pod 的删除而删除，即 NAS 的数据可持久保存。