Kubernetesにおけるストレージ

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今日はk8sのストレージについてです。

TL;DR(要約)
Volumeの種類
Persistent Volume Claim
Dynamic Volume Provisioning
- 使い方

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TL;DR(要約)

基本的にPersistentVolumeを使うことが多いと思うので、Dynamic volume provisioningでのPersistent Volumeの自動作成手法を抑える

Volumeの種類

以下3つの観点で抑える

エフェメラル（一時ストレージ）: データの永続性は保証されない。コンテナが作成されると同時に作成され、コンテナが終了する時に削除される。コンテナが消失した場合、エフェメラルに保存されているデータは削除される
ボリューム: Pod単位で使用されるボリューム。コンテナがクラッシュしてもデータは残るが、Podが削除されるとそのボリュームに保存していたデータも失われる。
永続ボリューム(PersistentVolume)：Podやコンテナのライフスタイルと紐づかない形でデータを保存するために使われる。実態としてはネットワークストレージ。クラスタ外に存在する。Podのライフサイクルには紐づかないので、Podを削除しても永続ボリュームは削除されない。

PersitantVolumeのマニフェストファイル

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume  ※ kindで指定
metadata:
  name: pv0003
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  volumeMode: Filesystem
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
  storageClassName: slow
  mountOptions:
    - hard
    - nfsvers=4.1
  nfs: ※NWストレージの場所とマウントパスを指定
    path: /tmp 
    server: 172.17.0.2

Persistent Volume Claim

Persistent Volume Claimは永続化ストレージの要求を行うリソース。
PodとPersistent VolumeをBindするための設定がPersistent Volume Claim
（ストレージをどれくらいの容量、アクセスモードで使うか、マニフェストファイル内で記載し、要求する）

KubernetesのスケジューラははPersistant Volume Claimの定義をみてPodに対応するPersistent Volumeを探し、紐づける

マニフェストファイル

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: myclaim ※Podではこのmetadataを指定して紐づける
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  volumeMode: Filesystem
  resources:
    requests:
      storage: 8Gi　※ストレージを8gくれ！
  storageClassName: slow
  selector:
    matchLabels:
      release: "stable"
    matchExpressions:
      - {key: environment, operator: In, values: [dev]}

Dynamic Volume Provisioning

Persistent Volume Claimの内容に基づいて、動的にPersistent Volumeを作成してくれるのがDynamic Volume Provisioningである

事前に別でPersistent Volumeを作成する必要がない

また、Storageのtype(ssdか標準HDか等)を指定することができる

使い方

Dynamic Volume Provisioningを使用するには事前にStorage Class Objectの定義が必要。これらがPersistent Volume Claimに渡すパラメータとなる

また、Storage Classはssd(高速永続ディスク)かpd-standard(標準永続ディスク)等、パラメータを指定することにより、どんなStorageが欲しいのか選ぶことができる
どの程度IOPSが必要かによる

これは標準永続ディスクの例
Storage Class :slow

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: slow
provisioner: kubernetes.io/gce-pd
parameters:
  type: pd-standard

これはSSDライクな永続ディスクである高速永続ディスクの例。

Storage Class :fast

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: fast
provisioner: kubernetes.io/gce-pd
parameters:
  type: pd-ssd

そしてPersistentVolumeClaimで、作成したストレージクラスを指定するとPersistentVolumeがプロビジョニング時に自動で作られる

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: claim1
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: fast　　　←これ
  resources:
    requests:
      storage: 30Gi