本指南說明如何使用 GKE Filestore CSI 驅動程式,為 Google Kubernetes Engine 使用 Filestore 多重共用。
事前準備
開始操作前,請先完成設定步驟,才能使用 Filestore。
啟用 GKE Filestore CSI 驅動程式 (1.23 以上版本):
驅動程式 1.23 到 1.26 版最多可支援每個執行個體 10 個共用項目。
驅動程式 1.27 以上版本可支援每個執行個體最多 80 個共用項目。
如需最新的 GKE Filestore CSI 驅動程式需求,請參閱「透過 Filestore CSI 驅動程式存取 Filestore 執行個體」。
搭配多個應用程式使用 Filestore 多共用區
本節將說明如何部署兩個應用程式,一個是部署,另一個是Statefulset,每個應用程式都使用 Filestore 多份額 StorageClass。您也會看到 GKE 如何執行 bin 封裝 (將應用程式封裝至 GKE 節點的程序),將相同基礎 Filestore Enterprise 執行個體中的所有磁碟區封裝。
使用 GKE 提供的 StorageClass
enterprise-multishare-rwx
,建立最多可支援 10 個共用項目的執行個體。- 如果您想建立可支援最多 80 個共用項目的執行個體,則需要建立自訂 StorageClass。為配合本指南的目的,您將使用 StorageClass,其中每個例項的分享上限為 10 個。
啟用 GKE Filestore CSI 驅動程式後,使用者就能透過下列設定存取 GKE 提供的多共用區 StorageClass
enterprise-multishare-rwx
。參照這個 StorageClass,GKE Filestore CSI 驅動程式會使用動態磁碟區佈建,根據 GKE 工作負載需求,自動為新的永久磁碟區要求 (PVC) 建立永久磁碟區 (PV):kubectl describe sc enterprise-multishare-rwx Name: enterprise-multishare-rwx IsDefaultClass: No Annotations: components.gke.io/component-name=filestorecsi,components.gke.io/component-version=0.7.2,components.gke.io/layer=addon Provisioner: filestore.csi.storage.gke.io Parameters: instance-storageclass-label=enterprise-multishare-rwx,multishare=true,tier=enterprise AllowVolumeExpansion: True MountOptions: <none> ReclaimPolicy: Delete VolumeBindingMode: WaitForFirstConsumer Events: <none>
建立自訂 StorageClass
如要充分利用最新的容量限制 (每個 Filestore 執行個體最多可有 80 個共用項目),請根據下列範本建立自訂 StorageClass:
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: csi-filestore-multishare-128
provisioner: filestore.csi.storage.gke.io
parameters:
tier: enterprise
multishare: "true"
max-volume-size: "128Gi"
network: default
allowVolumeExpansion: true
重新命名 StorageClass 時,請考量下列規定:
StorageClass 名稱必須是有效的 DNS 子網域名稱。
多用途共用 StorageClass 名稱也會用來做為執行個體標籤,並應遵循標籤命名規則。
如果應用程式需要立即提供磁碟區,請加入
Immediate
磁碟區繫結模式:volumeBindingMode: Immediate
舉例來說,如果您不希望磁碟區佈建作業取決於 GKE 叢集中的 Pod 建立作業,請使用這項規格。
自驅動程式 1.27 版起,如果您想為每個例項指派超過 10 個共用,請加入
max-volume-size
參數,並指派第一個資料欄中接受的值:磁碟區大小上限 (共用磁碟區大小) 每個執行個體的分享數量上限 128 GiB 80 256 GiB 40 512 GiB 20 1024 GiB 10 舉例來說,新增鍵/值組
max-volume-size: "128Gi"
可確保 StorageClass 將多達 80 個共用區 (每個共用區的大小介於 10 GB 到 128 GB 之間) 對應至單一 10 TiB 企業級執行個體。這項功能與由 GKE Filestore CSI 驅動程式 1.23 到 1.26 版建立的 Filestore 執行個體相容。
現有執行個體可以建立新的 PVC (或共用),且共用空間大小可擴充至 10 GB 的最低值。
GKE Filestore CSI 驅動程式 1.27 以上版本會辨識舊版企業執行個體,並為其指派預設的最大共用大小 1024 GiB (1 TiB)。因此,舊版執行個體的分享數上限為每個執行個體 10 個。
詳情請參閱「GKE 適用的 Filestore 多共用區」。
使用單一 PVC 建立含有多個 Pod 備份的部署。
建立類似下列內容的 YAML 設定檔:
cat <<EOF | kubectl apply -f - apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: web-server-multishare labels: app: nginx spec: replicas: 5 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx volumeMounts: - mountPath: /usr/share/nginx/html name: mypvc volumes: - name: mypvc persistentVolumeClaim: claimName: test-pvc-fs --- kind: PersistentVolumeClaim apiVersion: v1 metadata: name: test-pvc-fs spec: accessModes: - ReadWriteMany storageClassName: enterprise-multishare-rwx resources: requests: storage: 100Gi EOF
檢查 Pod 備援資源。
a. 在指令列執行下列指令,即可查看 PVC 狀態:
kubectl get pvc
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NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE test-pvc-fs Bound pvc-056d769d-a709-4bb2-b6d3-0361871b27a2 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 35m
b. 在指令列執行下列指令,查看 Pod 狀態:
kubectl get pod
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NAME READY STATUS RESTARTS AGE web-server-multishare-76c9ffb4b5-2dhml 1/1 Running 0 35m web-server-multishare-76c9ffb4b5-7mtcb 1/1 Running 0 35m web-server-multishare-76c9ffb4b5-csdbd 1/1 Running 0 35m web-server-multishare-76c9ffb4b5-rgx82 1/1 Running 0 35m web-server-multishare-76c9ffb4b5-zjl27 1/1 Running 0 35m
調整備用資源的規模。
a. 在指令列執行下列指令來編輯部署作業:
kubectl edit deployment web-server-multishare
b. 檔案會在指令列中開啟。找出
spec.replicas
欄位,並將值更新為10
。c. 在指令列執行下列指令,查看套用的變更:
kubectl get pod
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NAME READY STATUS RESTARTS AGE web-server-multishare-76c9ffb4b5-2dhml 1/1 Running 0 36m web-server-multishare-76c9ffb4b5-5ctkf 1/1 Running 0 3s web-server-multishare-76c9ffb4b5-7mtcb 1/1 Running 0 36m web-server-multishare-76c9ffb4b5-8dwmw 1/1 Running 0 2s web-server-multishare-76c9ffb4b5-csdbd 1/1 Running 0 36m web-server-multishare-76c9ffb4b5-lndcq 1/1 Running 0 2s web-server-multishare-76c9ffb4b5-rgx82 1/1 Running 0 36m web-server-multishare-76c9ffb4b5-vtd6p 1/1 Running 0 3s web-server-multishare-76c9ffb4b5-xm49s 1/1 Running 0 3s web-server-multishare-76c9ffb4b5-zjl27 1/1 Running 0 36m
請注意,有 10 個 Pod 正在執行。
d. 在指令列中執行下列指令:
kubectl get deployment
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NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE web-server-multishare 10/10 10 10 36m
e. 在指令列執行下列指令,即可查看 PVC 繫結狀態:
kubectl get pvc
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NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE test-pvc-fs Bound pvc-056d769d-a709-4bb2-b6d3-0361871b27a2 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 37m
f. 在指令列執行下列指令來編輯部署作業:
kubectl edit deployment web-server-multishare
g. 檔案會在指令列中開啟。找出
spec.replicas
欄位,並將值更新為2
。h. 在指令列執行下列指令,查看套用的變更:
kubectl get pod
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NAME READY STATUS RESTARTS AGE web-server-multishare-76c9ffb4b5-2dhml 1/1 Running 0 38m web-server-multishare-76c9ffb4b5-7mtcb 1/1 Running 0 38m
部署 Statefulset。
部署第二個應用程式,共用底層 Filestore 執行個體。
如要這麼做,請配置 200 GiB 的空間,並驗證該空間是否使用與第一個應用程式相同的基礎 Filestore 執行個體。
接著,您將應用程式擴充至使用總共 900 GiB 的 9 個複本 (每個複本使用 100 GiB),並透過共用執行個體,驗證 GKE 是否使用相同的 Filestore 執行個體。
建立類似下方的 YAML 設定檔:
cat <<EOF | kubectl apply -f - apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata: name: web spec: serviceName: "nginx" replicas: 2 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: registry.k8s.io/nginx-slim:0.8 ports: - containerPort: 80 name: web volumeMounts: - name: test-pvc-multishare mountPath: /usr/share/nginx/html volumeClaimTemplates: - metadata: name: test-pvc-multishare spec: accessModes: [ "ReadWriteMany" ] storageClassName: enterprise-multishare-rwx resources: requests: storage: 100Gi EOF
檢查 statefulset 副本和磁碟區。
在指令列中執行下列指令:
kubectl get pod
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NAME READY STATUS RESTARTS AGE web-0 1/1 Running 0 4m48s web-1 1/1 Running 0 3m32s web-server-multishare-76c9ffb4b5-2dhml 1/1 Running 0 57m web-server-multishare-76c9ffb4b5-7mtcb 1/1 Running 0 57m
請注意,前兩個 Pod 與 Statefulset 相關聯。最後兩個 Pod 與部署作業相關聯。
在指令列中執行下列指令:
kubectl get statefulset
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NAME READY AGE web 2/2 2m8s
在指令列中執行下列指令:
kubectl get pvc
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NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE test-pvc-fs Bound pvc-056d769d-a709-4bb2-b6d3-0361871b27a2 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 54m test-pvc-multishare-web-0 Bound pvc-7aa21b5a-5343-4547-b7d7-414c16af15a7 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 114s test-pvc-multishare-web-1 Bound pvc-8b37cd6e-d764-4d38-80d7-d74228536cfe 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 38s
PVC
test-pvc-fs
與部署web-server-multishare
相關聯。PVC
test-pvc-multishare-web-0
和test-pvc-multishare-web-1
與 Statefulset 相關聯。調整 StatefulSet 備用資源。
將備用資源數量增加至九個。隨著計數增加,系統會建立對應的 PVC。
a. 在指令列中執行下列指令:
kubectl edit statefulset web
b. 檔案會在指令列中開啟。找出
spec.replicas
欄位,並將值更新為9
。c. 在指令列執行下列指令,查看套用的變更:
kubectl get statefulset
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NAME READY AGE web 9/9 13m
d. 在指令列中執行下列指令:
kubectl get deployment
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NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE web-server-multishare 2/2 2 2 65m
e. 在指令列中執行下列指令:
kubectl get pvc
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NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE test-pvc-fs Bound pvc-056d769d-a709-4bb2-b6d3-0361871b27a2 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 65m test-pvc-multishare-web-0 Bound pvc-7aa21b5a-5343-4547-b7d7-414c16af15a7 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 13m test-pvc-multishare-web-1 Bound pvc-8b37cd6e-d764-4d38-80d7-d74228536cfe 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 12m test-pvc-multishare-web-2 Bound pvc-3fcbd132-939f-4364-807a-7c8ac6a3e64e 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 5m12s test-pvc-multishare-web-3 Bound pvc-5894afa5-2502-4ee7-9d5c-b7378cb85479 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 4m57s test-pvc-multishare-web-4 Bound pvc-ebbe452b-bc8f-4624-a830-a2094cce0d67 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 4m36s test-pvc-multishare-web-5 Bound pvc-5a73a698-d174-44cb-a3a1-e767966c3417 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 4m20s test-pvc-multishare-web-6 Bound pvc-102da6a9-2ca6-4f9e-9896-8fe14709db7a 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 3m55s test-pvc-multishare-web-7 Bound pvc-160e81cd-c5bf-4ae6-966e-518e8249e02d 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 3m38s test-pvc-multishare-web-8 Bound pvc-9b52d773-2e9a-40de-881c-dc06945ba3d7 100Gi RWX enterprise-multishare-rwx 118s
確認 Filestore 執行個體狀態。
您現在有一個含有兩個副本 Pod 的部署,以及一個含有九個副本 Pod 的 Statefulset,以及總共 10 個 PVC,每個大小為 100 GiB。所有磁區都會封裝至單一 Filestore 多共用區執行個體。
a. 在指令列中執行下列
instances list
指令:gcloud beta filestore instances list --project=YOUR_PROJECT_ID --region=REGION
其中:
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INSTANCE_NAME LOCATION TIER CAPACITY_GB FILE_SHARE_NAME IP_ADDRESS STATE CREATE_TIME fs-a767cef8-738e-4c8e-b70b-09cbb872d016 us-central1 ENTERPRISE 1024 N/A 10.192.53.2 READY 2022-06-21T21:15:30
b. 在指令列中執行下列
instances describe
指令:gcloud filestore instances describe fs-a767cef8-738e-4c8e-b70b-09cbb872d016 --project=YOUR_PROJECT_ID --region=REGION capacityGb: '1024' capacityStepSizeGb: '256' createTime: '2022-06-21T21:15:30.464237089Z' labels: storage_gke_io_created-by: filestore_csi_storage_gke_io storage_gke_io_storage-class-id: enterprise-multishare-rwx maxCapacityGb: '10240' maxShareCount: '10' multiShareEnabled: true name: projects/YOUR_PROJECT_ID/locations/REGION/instances/fs-a767cef8-738e-4c8e-b70b-09cbb872d016 networks: - connectMode: DIRECT_PEERING ipAddresses: - 10.192.53.2 modes: - MODE_IPV4 network: csi-filestore-test-network reservedIpRange: 10.192.53.0/26 state: READY tier: ENTERPRISE
其中:
展開 PVC 並驗證 Filestore 執行個體
本節說明如何擴充現有的 PVC,並驗證 Filestore 執行個體大小。
展開 PVC。
PVC 由 Filestore 多共用區執行個體中的共用區支援,可擴充至
max-volume-size
參數中指定的最大大小。如要驗證這項功能,請在 Pod 使用時,展開與 Statefulset 相關聯的其中一個磁碟區。在指令列中執行下列指令,查看複本 0 目前的 PVC 大小:
kubectl get pvc test-pvc-multishare-web-0 -o json { "apiVersion": "v1", "kind": "PersistentVolumeClaim", "metadata": { "annotations": { "pv.kubernetes.io/bind-completed": "yes", "pv.kubernetes.io/bound-by-controller": "yes", "volume.beta.kubernetes.io/storage-provisioner": "filestore.csi.storage.gke.io", "volume.kubernetes.io/storage-provisioner": "filestore.csi.storage.gke.io" }, "creationTimestamp": "2022-06-21T22:07:42Z", "finalizers": [ "kubernetes.io/pvc-protection" ], "labels": { "app": "nginx" }, "name": "test-pvc-multishare-web-0", "namespace": "default", "resourceVersion": "48395", "uid": "7aa21b5a-5343-4547-b7d7-414c16af15a7" }, "spec": { "accessModes": [ "ReadWriteMany" ], "resources": { "requests": { "storage": "100Gi" } }, "storageClassName": "enterprise-multishare-rwx", "volumeMode": "Filesystem", "volumeName": "pvc-7aa21b5a-5343-4547-b7d7-414c16af15a7" }, "status": { "accessModes": [ "ReadWriteMany" ], "capacity": { "storage": "100Gi" }, "phase": "Bound" } }
在指令列執行下列指令,將大小增加到 500 GiB:
kubectl edit pvc test-pvc-multishare-web-0
檔案會在指令列中開啟。找出
spec.resources.requests.storage
欄位,並將值更新為500Gi
。在指令列執行下列指令,查看套用的變更:
kubectl get pvc test-pvc-multishare-web-0
您應該會看到類似以下的回應:
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS AGE test-pvc-multishare-web-0 Bound pvc-7aa21b5a-5343-4547-b7d7-414c16af15a7 500Gi RWX enterprise-multishare-rwx 28m
Filestore CSI 驅動程式接受要求,首先擴充基礎 Filestore 執行個體,然後擴充支援 PVC 的共用區。
具體來說,Filestore CSI 驅動程式會自動將執行個體擴充至 1536 Gi,以便容納新的共用資料夾大小 500 Gi。
在指令列中執行下列
instances describe
指令,確認 Filestore 執行個體的容量:gcloud filestore instances describe fs-a767cef8-738e-4c8e-b70b-09cbb872d016 --project=YOUR_PROJECT_ID --region=REGION capacityGb: '1536' capacityStepSizeGb: '256' createTime: '2022-06-21T21:15:30.464237089Z' labels: storage_gke_io_created-by: filestore_csi_storage_gke_io storage_gke_io_storage-class-id: enterprise-multishare-rwx maxCapacityGb: '10240' maxShareCount: '10' multiShareEnabled: true name: projects/YOUR_PROJECT_ID/locations/us-central1/instances/fs-a767cef8-738e-4c8e-b70b-09cbb872d016 networks: - connectMode: DIRECT_PEERING ipAddresses: - 10.192.53.2 modes: - MODE_IPV4 network: csi-filestore-test-network reservedIpRange: 10.192.53.0/26 state: READY tier: ENTERPRISE
其中:
共用虛擬私有雲上的動態佈建
GKE 專用的 Filestore CSI 驅動程式支援共用虛擬私有雲下服務專案中的動態配置。以下章節將說明如何使用 Filestore CSI 驅動程式,在共用虛擬私有雲網路中的服務專案中,動態地在 Filestore 多用途共享儲存空間執行個體上佈建磁碟區。
完成共用虛擬私有雲網路和私人服務存取權的設定步驟。
建立 StorageClass,以便動態佈建由共用 VPC 中的 Filestore 多份額執行個體提供支援的磁碟區。
執行下列指令來部署
StorageClass
資源:cat <<EOF | kubectl apply -f - apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: csi-filestore-multishare-sharedvpc provisioner: filestore.csi.storage.gke.io parameters: network: "projects/HOST_PROJECT_ID/global/networks/SHARED_VPC_NAME" connect-mode: PRIVATE_SERVICE_ACCESS tier: enterprise multishare: "true" allowVolumeExpansion: true EOF
其中:
SHARED_VPC_NAME 共用虛擬私有雲網路的名稱。例如:
my-shared-vpc
。
如果您想在保留的 IP 位址範圍內部署資源,請在指令中使用的參數中加入下列行:
reserved-ip-range: RESERVED_NAME
其中 RESERVED_NAME 是預留 IP 位址範圍的名稱,可在該範圍內佈建 Filestore 執行個體。例如:
filestore-reserved-ip-range
。如果指定保留的 IP 範圍,則必須是命名的位址範圍,而非直接的 CIDR 值。詳情請參閱「分配 IP 位址範圍」或「設定保留的 IP 位址範圍」。如需使用 Google Cloud 控制台建立保留名稱的範例,請參閱「建立 IP 分配」。
建立部署。
執行下列指令建立
Deployment
資源:cat <<EOF | kubectl apply -f - apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: web-server-multishare labels: app: nginx spec: replicas: 5 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx volumeMounts: - mountPath: /usr/share/nginx/html name: mypvc volumes: - name: mypvc persistentVolumeClaim: claimName: test-pvc-fs-sharedvpc --- kind: PersistentVolumeClaim apiVersion: v1 metadata: name: test-pvc-fs-sharedvpc spec: accessModes: - ReadWriteMany storageClassName: csi-filestore-multishare-sharedvpc resources: requests: storage: 100Gi EOF
已啟用 CMEK 的 Filestore 執行個體
您可以建立在支援 CMEK 的 Filestore 多共用執行個體上代管的 GKE 磁碟區。在本節中,您將瞭解如何為 Filestore 執行個體設定客戶管理的加密金鑰 (CMEK)。
您可以在 StorageClass 中提供客戶管理的金鑰詳細資料。任何由 Filestore CSI 驅動程式動態建立的執行個體 (參照此 StorageClass) 都會啟用 CMEK。
建立支援 CMEK 的 StorageClass。
a. 執行下列指令:
cat <<EOF | kubectl apply -f - apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind: StorageClass metadata: name: csi-filestore-multishare-cmek provisioner: filestore.csi.storage.gke.io parameters: tier: enterprise multishare: "true" instance-encryption-kms-key: projects/KEY_PROJECT_ID/locations/REGION/keyRings/RING_NAME/cryptoKeys/KEY_NAME allowVolumeExpansion: true EOF
其中:
建立部署。
b. 執行下列指令建立
Deployment
資源:cat <<EOF | kubectl apply -f - apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: web-server-multishare labels: app: nginx spec: replicas: 5 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx volumeMounts: - mountPath: /usr/share/nginx/html name: mypvc volumes: - name: mypvc persistentVolumeClaim: claimName: test-pvc-fs-cmek --- kind: PersistentVolumeClaim apiVersion: v1 metadata: name: test-pvc-fs-cmek spec: accessModes: - ReadWriteMany storageClassName: csi-filestore-multishare-cmek resources: requests: storage: 100Gi EOF
將 PVC 對應至 Filestore 執行個體
在本節中,您將瞭解如何將 PVC 對應至 Filestore 執行個體。
在 Filestore 多共用執行個體中,每個 PVC 都由 Filestore CSI 驅動程式在 Filestore 執行個體上代管。永久磁碟區規格的 volumeHandle
欄位會擷取主機代管磁碟區的基礎 Filestore 執行個體,以及代表 Kubernetes 磁碟區的共用區詳細資料。音量資源程式庫句柄格式如下:
modeMultishare/<storageclass-prefix>/<project>/<region>/<filestore-instance-name>/<filestore-share-name>
您可以使用下列 kubectl
指令,快速判斷 PVC、PV、Filestore 執行個體和 Filestore 共用項目之間的對應關係。
在指令列中執行下列指令:
kubectl get pv -o jsonpath='{range .items[*]}{"pv="}{.metadata.name}{",pvc="}{.spec.claimRef.name}{",volumeHandle="}{.spec.csi.volumeHandle}{"\n"}{end}'
您應該會看到類似以下的回應:
pv=pvc-67ad9abd-f25e-4130-b7ca-64d28bd29525,pvc=test-pvc-multishare,volumeHandle=modeMultishare/csi-filestore-multishare-sharedvpc/YOUR_PROJECT_ID/us-central1/fs-2109f680-3f04-4ada-b4bc-2a1c7fc47b88/pvc_67ad9abd_f25e_4130_b7ca_64d28bd29525
pv=pvc-c80f4de0-9916-4957-b8ae-b21206650ac0,pvc=test-pvc-fs-sharedvpc,volumeHandle=modeMultishare/csi-filestore-multishare-sharedvpc/YOUR_PROJECT_ID/us-central1/fs-2109f680-3f04-4ada-b4bc-2a1c7fc47b88/pvc_c80f4de0_9916_4957_b8ae_b21206650ac0
其中:
- YOUR_PROJECT_ID 是所使用的專案名稱。例如:
my-project
。
請注意,叢集中的兩個永久磁碟區會託管在單一 Filestore 執行個體上。
後續步驟
- 在服務專案的共用虛擬私有雲網路中建立執行個體。
- 比較區塊、檔案和物件儲存空間的相對優點。
- Google Cloud中的 HPC 工作負載儲存空間選項。