Utilizzo del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine

Google Kubernetes Engine (GKE) offre un modo semplice per eseguire automaticamente il deployment e la gestione del driver Container Storage Interface (CSI) per il disco permanente di Compute Engine nei cluster. Il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine è sempre abilitato nei cluster Autopilot e non può essere disabilitato o modificato. Nei cluster Standard, devi abilitare il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine.

La versione del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine è associata ai numeri di versione di GKE. La versione del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine è in genere l'ultima disponibile al momento del rilascio della versione di GKE. I driver vengono aggiornati automaticamente quando viene eseguito l'upgrade del cluster all'ultima patch GKE.

Vantaggi

L'utilizzo del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine offre i seguenti vantaggi:

• Consente l'implementazione e la gestione automatiche del driver del disco permanente senza doverlo configurare manualmente.
• Puoi utilizzare le chiavi di crittografia gestite dal cliente (CMEK). Queste chiavi vengono utilizzate per criptare le chiavi di crittografia dei dati che criptano i tuoi dati. Per scoprire di più su CMEK su GKE, consulta Utilizzo di CMEK.
• Puoi utilizzare snapshot dei volumi con il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine. Gli snapshot del volume ti consentono di creare una copia del volume in un momento specifico. Puoi utilizzare questa copia per riportare un volume a uno stato precedente o per eseguire il provisioning di un nuovo volume.
• Puoi utilizzare la clonazione dei volumi con il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine nei cluster che eseguono GKE versione 1.22 e successive. La clonazione del volume ti consente di creare un duplicato del volume in un momento specifico, con tutti i dati del volume di origine.
• Le correzioni di bug e gli aggiornamenti delle funzionalità vengono implementati indipendentemente dalle release minori di Kubernetes. Questa pianificazione delle uscite in genere comporta una cadenza di rilascio più rapida.

Prima di iniziare

Prima di iniziare, assicurati di aver eseguito le seguenti operazioni:

• Attiva l'API Google Kubernetes Engine.
Attiva l'API Google Kubernetes Engine
• Se vuoi utilizzare Google Cloud CLI per questa attività, installala e poi inizializzala. Se hai già installato gcloud CLI, scarica l'ultima versione eseguendo gcloud components update.

Requisiti

Per utilizzare il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine, i cluster devono utilizzare le seguenti versioni:

• Cluster Linux: GKE versione 1.14 o successive.
• Cluster Windows: GKE 1.18 o versioni successive.

Nella versione 1.22 e successive, la migrazione CSI è abilitata. Viene eseguita la migrazione dei volumi esistenti che utilizzano il provider gce-pd per comunicare tramite i driver CSI. Non sono necessarie modifiche a nessuna StorageClass. Il fornitore gce-pd continua a non supportare funzionalità come CMEK o snapshot dei volumi. Per attivare queste funzionalità, devi utilizzare il provider pd.csi.storage.gke.io in StorageClass.

Per utilizzare il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine con la federazione delle identità per i carichi di lavoro per GKE, i cluster Standard devono utilizzare le seguenti versioni:

• Cluster Linux: GKE 1.16 o versioni successive.
• Cluster Windows: GKE versione 1.20.8-gke.900 o successive.

Abilitazione del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine in un nuovo cluster

Per creare un cluster Standard con una versione in cui il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine non è abilitato automaticamente, puoi utilizzare Google Cloud CLI o la consoleGoogle Cloud .

Per abilitare il driver durante la creazione del cluster, completa i seguenti passaggi:

gcloud container clusters create CLUSTER-NAME \
    --addons=GcePersistentDiskCsiDriver \
    --cluster-version=VERSION

Dopo aver abilitato il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine, puoi utilizzarlo nei volumi Kubernetes utilizzando il nome del driver e del provisioner: pd.csi.storage.gke.io.

Abilitazione del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine in un cluster esistente

Per abilitare il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine nei cluster Standard esistenti, utilizza Google Cloud CLI o la console Google Cloud .

Per attivare il driver su un cluster esistente, completa i seguenti passaggi:

gcloud container clusters update CLUSTER-NAME \
   --update-addons=GcePersistentDiskCsiDriver=ENABLED

Disattivazione del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine

Puoi disattivare il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine per i cluster Standard utilizzando Google Cloud CLI o la console Google Cloud .

Se disabiliti il driver, tutti i pod che al momento utilizzano volumi permanenti di proprietà del driver non vengono terminati. Inoltre, i nuovi pod che tenteranno di utilizzare questi volumi permanenti non riusciranno ad avviarsi.

Per disattivare il driver su un cluster Standard esistente, completa i seguenti passaggi:

gcloud container clusters update CLUSTER-NAME \
    --update-addons=GcePersistentDiskCsiDriver=DISABLED

Utilizzo del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine per i cluster Linux

Le sezioni seguenti descrivono la procedura tipica per l'utilizzo di un volume Kubernetes supportato da un driver CSI in GKE. Queste sezioni sono specifiche per i cluster che utilizzano Linux.

Crea una StorageClass

Dopo aver abilitato il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine, GKE installa automaticamente le seguenti StorageClasses:

• standard-rwo, utilizzando il disco permanente bilanciato
• premium-rwo, utilizzando il disco permanente SSD

Per i cluster Autopilot, StorageClass predefinita è standard-rwo, che utilizza il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine. Per i cluster Standard, la classe di archiviazione predefinita utilizza il plug-in del volume gcePersistentDisk in-tree di Kubernetes.

Puoi trovare il nome delle StorageClass installate eseguendo questo comando:

kubectl get sc

Puoi anche installare una StorageClass diversa che utilizza il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine aggiungendo pd.csi.storage.gke.io nel campo del provisioner.

Ad esempio, puoi creare un oggetto StorageClass utilizzando il seguente file denominato pd-example-class.yaml:

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: pd-example
provisioner: pd.csi.storage.gke.io
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
allowVolumeExpansion: true
parameters:
  type: pd-balanced

Puoi specificare i seguenti tipi di Persistent Disk nel parametro type:

• pd-balanced
• pd-ssd
• pd-standard
• pd-extreme (supportato su GKE 1.26 e versioni successive)

Se utilizzi pd-standard o pd-extreme, consulta la sezione Tipi di macchine non supportati per ulteriori limitazioni di utilizzo.

Quando utilizzi l'opzione pd-extreme, devi anche aggiungere il campo provisioned-iops-on-create al manifest. Questo campo deve essere impostato sullo stesso valore dell'IOPS di provisioning specificato quando hai creato il disco permanente.

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: pd-extreme-example
provisioner: pd.csi.storage.gke.io
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
allowVolumeExpansion: true
parameters:
  type: pd-extreme
  provisioned-iops-on-create: '10000'

Dopo aver creato il file pd-example-class.yaml, esegui questo comando:

kubectl create -f pd-example-class.yaml

Crea un PersistentVolumeClaim

Puoi creare un PersistentVolumeClaim che fa riferimento a StorageClass del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine.

Il seguente file, denominato pvc-example.yaml, utilizza la classe di archiviazione preinstallata standard-rwo:

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: podpvc
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  storageClassName: standard-rwo
  resources:
    requests:
      storage: 6Gi

Dopo aver creato il manifest PersistentVolumeClaim, esegui questo comando:

kubectl create -f pvc-example.yaml

Nella risorsa StorageClass preinstallata (standard-rwo), volumeBindingMode è impostato su WaitForFirstConsumer. Quando volumeBindingMode è impostato su WaitForFirstConsumer, il provisioning di PersistentVolume non viene eseguito finché non viene pianificato un pod che fa riferimento a PersistentVolumeClaim. Se volumeBindingMode in StorageClass è impostato su Immediate (o è omesso), viene eseguito il provisioning di un PersistentVolume supportato da disco permanente dopo la creazione di PersistentVolumeClaim.

Crea un pod che utilizza il volume

Quando utilizzi i pod con PersistentVolume, ti consigliamo di utilizzare un controller del carico di lavoro (come un deployment o un StatefulSet). Anche se in genere non utilizzeresti un pod autonomo, l'esempio seguente ne utilizza uno per semplicità.

L'esempio seguente utilizza il volume creato nella sezione precedente:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web-server
spec:
  containers:
   - name: web-server
     image: nginx
     volumeMounts:
       - mountPath: /var/lib/www/html
         name: mypvc
  volumes:
   - name: mypvc
     persistentVolumeClaim:
       claimName: podpvc
       readOnly: false

Utilizzo del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine per i cluster Windows

Le sezioni seguenti descrivono la procedura tipica per l'utilizzo di un volume Kubernetes supportato da un driver CSI in GKE. Queste sezioni sono specifiche per i cluster che utilizzano Windows.

Assicurati che:

• La versione del cluster è 1.19.7-gke.2000, 1.20.2-gke.2000 o successive.
• Le versioni dei nodi sono 1.18.12-gke.1203, 1.19.6-gke.800 o successive.

Crea una StorageClass

La creazione di una StorageClass per Windows è molto simile a Linux. Tieni presente che la StorageClass installata per impostazione predefinita non funzionerà per Windows perché il tipo di file system è diverso. Il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine per Windows richiede NTFS come tipo di file system.

Ad esempio, puoi creare una StorageClass utilizzando il seguente file denominato pd- windows-class.yaml. Assicurati di aggiungere csi.storage.k8s.io/fstype: NTFS all'elenco dei parametri:

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: pd-sc-windows
provisioner: pd.csi.storage.gke.io
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
allowVolumeExpansion: true
parameters:
  type: pd-balanced
  csi.storage.k8s.io/fstype: NTFS

Crea un PersistentVolumeClaim

Dopo aver creato una StorageClass per Windows, puoi creare una PersistentVolumeClaim che fa riferimento a quella StorageClass:

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: podpvc-windows
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  storageClassName: pd-sc-windows
  resources:
    requests:
      storage: 6Gi

Crea un pod che utilizza il volume

L'esempio seguente utilizza il volume che hai creato nell'attività precedente:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web-server
spec:
  nodeSelector:
    kubernetes.io/os: windows
  containers:
    - name: iis-server
      image: mcr.microsoft.com/windows/servercore/iis
      ports:
      - containerPort: 80
      volumeMounts:
      - mountPath: /var/lib/www/html
        name: mypvc
  volumes:
    - name: mypvc
      persistentVolumeClaim:
        claimName: podpvc-windows
        readOnly: false

Utilizzo del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine con tipi di file system non predefiniti

Il tipo di filesystem predefinito per i dischi permanenti Compute Engine in GKE è ext4. Puoi anche utilizzare il tipo di archiviazione xfs, a condizione che l'immagine del nodo lo supporti. Consulta la sezione Supporto dei driver di archiviazione per un elenco dei driver supportati per immagine del nodo.

L'esempio seguente mostra come utilizzare xfs come tipo di file system predefinito anziché ext4 con il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine.

Crea una StorageClass

1. Salva il seguente manifest come file YAML denominato pd-xfs-class.yaml:

   apiVersion: storage.k8s.io/v1
   kind: StorageClass
   metadata:
     name: xfs-class
   provisioner: pd.csi.storage.gke.io
   parameters:
     type: pd-balanced
     csi.storage.k8s.io/fstype: xfs
   volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
   

2. Applica il manifest:

   kubectl apply -f pd-xfs-class.yaml
   

Crea un PersistentVolumeClaim

1. Salva il seguente manifest come pd-xfs-pvc.yaml:

   apiVersion: v1
   kind: PersistentVolumeClaim
   metadata:
     name: xfs-pvc
   spec:
     storageClassName: xfs-class
     accessModes:
       - ReadWriteOnce
     resources:
       requests:
         storage: 10Gi
   

2. Applica il manifest:

   kubectl apply -f pd-xfs-pvc.yaml
   

Crea un pod che utilizza il volume

1. Salva il seguente manifest come pd-xfs-pod.yaml:

   apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: pd-xfs-pod
   spec:
     containers:
     - name: cloud-sdk
       image: google/cloud-sdk:slim
       args: ["sleep","3600"]
       volumeMounts:
       - mountPath: /xfs
         name: xfs-volume
     volumes:
     - name: xfs-volume
       persistentVolumeClaim:
         claimName: xfs-pvc
   

2. Applica il manifest:

   kubectl apply -f pd-xfs-pod.yaml
   

Verifica che il volume sia stato montato correttamente

1. Apri una sessione shell nel pod:

   kubectl exec -it pd-xfs-pod -- /bin/bash
   

2. Cerca le partizioni xfs:

   df -aTh --type=xfs
   

   L'output dovrebbe essere simile al seguente:

   Filesystem     Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
   /dev/sdb       xfs    30G   63M   30G   1% /xfs
   

Visualizza i log per il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine

Puoi utilizzare Cloud Logging per visualizzare gli eventi relativi al driver CSI per il disco permanente di Compute Engine. I log possono aiutarti a risolvere i problemi.

Per ulteriori informazioni su Cloud Logging, consulta Visualizzazione dei log GKE.

Per visualizzare i log del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine, completa i seguenti passaggi:

1. Vai alla pagina Cloud Logging nella console Google Cloud .

   Vai a Cloud Logging

2. Esegui questa query:

    resource.type="k8s_container"
    resource.labels.project_id="PROJECT_ID"
    resource.labels.location="LOCATION"
    resource.labels.cluster_name="CLUSTER_NAME"
    resource.labels.namespace_name="kube-system"
    resource.labels.container_name="gce-pd-driver"
   

   Sostituisci quanto segue:

   • PROJECT_ID: il nome del progetto.
   • LOCATION: la regione o la zona Compute Engine del cluster.
   • CLUSTER_NAME: il nome del tuo cluster.

Problemi noti

Tipi di macchine non supportati

Se utilizzi la famiglia di macchine serie C3, il tipo di disco permanente pd-standard non è supportato.

Se tenti di eseguire un pod su una macchina e il pod utilizza un tipo di disco permanente non supportato, vedrai un messaggio di avviso simile al seguente emesso sul pod:

AttachVolume.Attach failed for volume "pvc-d7397693-5097-4a70-9df0-b10204611053" : rpc error: code = Internal desc = unknown Attach error: failed when waiting for zonal op: operation operation-1681408439910-5f93b68c8803d-6606e4ed-b96be2e7 failed (UNSUPPORTED_OPERATION): [pd-standard] features are not compatible for creating instance.

Se il tuo cluster ha più pool di nodi con famiglie di macchine diverse, puoi utilizzare taint dei nodi e affinità dei nodi per limitare la posizione in cui possono essere pianificati i workload. Ad esempio, puoi utilizzare questo approccio per impedire l'esecuzione di un carico di lavoro utilizzando pd-standard su una famiglia di macchine non supportata.

Se utilizzi il tipo di disco permanente pd-extreme, devi assicurarti che il disco sia collegato a un'istanza VM con una forma di macchina adatta. Per saperne di più, consulta Supporto della forma della macchina.

Passaggi successivi

• Scopri come utilizzare l'espansione del volume.
• Scopri come utilizzare gli snapshot dei volumi.
• Scopri come utilizzare la clonazione del volume.
• Scopri come creare dischi permanenti regionali.
• Scopri di più sul driver su GitHub.