Auf Filestore-Instanzen mit dem Filestore-CSI-Treiber zugreifen

Der Filestore-CSI-Treiber ist die primäre Möglichkeit für Sie, Filestore-Instanzen mit Google Kubernetes Engine (GKE) zu verwenden. Der CSI-Treiber von Filestore bietet eine vollständig verwaltete Umgebung, die vom Open-Source-Filestore-CSI-Treiber von Google Cloud unterstützt wird.

Die Version des CSI-Treibers von Filestore ist an Kubernetes-Nebenversionsnummern geknüpft. In der Regel ist die Version des CSI-Treibers von Filestore der bei der Veröffentlichung der Kubernetes-Nebenversion aktuelle Treiber. Die Treiber werden automatisch aktualisiert, wenn ein Upgrade des Clusters auf den neuesten GKE-Patch durchgeführt wird.

Hinweis: Da der Filestore-CSI-Treiber und einige der zugehörigen CSI-Komponenten als separate Container bereitgestellt werden, verbrauchen sie Ressourcen (VM-CPU, Arbeitsspeicher und Bootlaufwerk) auf Kubernetes-Knoten. Die VM-CPU-Auslastung beträgt in der Regel einige Dutzend Millicore und die Speichernutzung beträgt in der Regel einige Dutzend MiB. Die Nutzung des Bootlaufwerks wird hauptsächlich durch die Logs des CSI-Treibers und anderer Systemcontainer im Deployment bestimmt.

Vorteile

Die Verwendung des CSI-Treibers von Filestore bietet folgende Vorteile:

• Sie können mit dem CSI-Treiber von Filestore Volume-Snapshots nutzen. CSI-Volume-Snapshots bieten die Möglichkeit, Filestore-Sicherungen für eine differenzielle Kopie der Dateifreigabe zu erstellen, einschließlich aller Dateidaten und Metadaten in einem separaten Speicher. Sie können diese Kopie dann nur in einer neuen Filestore-Instanz wiederherstellen. Die Wiederherstellung in einer vorhandenen Filestore-Instanz wird nicht unterstützt. Sie können mit der API für CSI-Volume-Snapshots Filestore-Sicherungen auslösen. Dazu fügen Sie der VolumeSnapshotClass das Feld type:backup hinzu.
• Sie können die Volume-Erweiterung mit dem CSI-Treiber von Filestore verwenden. Mit der Volume-Erweiterung können Sie die Größe der Kapazität Ihres Volumes anpassen.
• Um auf vorhandene Filestore-Instanzen zugreifen, können Sie bereits bereitgestellte Filestore-Instanzen in Kubernetes-Arbeitslasten verwenden. Sie können Filestore-Instanzen auch dynamisch erstellen oder löschen und in Kubernetes-Arbeitslasten mit einer StorageClass oder einem Deployment verwenden.
• Unterstützt Filestore Multishares für GKE. Mit diesem Feature können Sie eine Filestore-Instanz erstellen und mehrere kleinere, auf NFS bereitgestellte nichtflüchtige Volumes gleichzeitig einer beliebigen Anzahl von GKE-Clustern zuweisen. Weitere Informationen finden Sie unter Speicher mit Filestore-Mehrfachfreigaben für GKE optimieren.

Voraussetzungen

• Zur Verwendung des Filestore-CSI-Treibers müssen Ihre Cluster die GKE-Version 1.21 oder höher verwenden.
• Für die Verwendung der Filestore-Funktion für mehrere Freigaben müssen Ihre Cluster GKE-Version 1.23 oder höher verwenden.
• Der Filestore-CSI-Treiber wird nur für Cluster unterstützt, die Linux verwenden. Windows Server-Knoten werden nicht unterstützt.
• Die Mindestinstanzgröße für Filestore beträgt 1 TiB. Die Mindestinstanzgröße hängt von der ausgewählten Filestore-Dienststufe ab. Weitere Informationen finden Sie unter Dienststufen.

Hinweis

Führen Sie die folgenden Aufgaben aus, bevor Sie beginnen:

• Aktivieren Sie die Cloud Filestore API und die Google Kubernetes Engine API.
APIs aktivieren
• Wenn Sie die Google Cloud CLI für diese Aufgabe verwenden möchten, müssen Sie die gcloud CLI installieren und dann initialisieren.
  Hinweis: Legen Sie für vorhandene Installationen der gcloud CLI die compute/region- und compute/zone-Attribute fest. Durch das Festlegen von Standardspeicherorten können Sie in der gcloud CLI Fehler wie One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location vermeiden.

• Wenn Sie Filestore in einem freigegebenen VPC-Netzwerk verwenden möchten, lesen Sie die zusätzliche Anleitung unter Filestore mit freigegebener VPC verwenden.

Filestore-CSI-Treiber auf einem neuen Cluster aktivieren

Hinweis: Der Filestore-CSI-Treiber ist für Autopilot-Cluster standardmäßig aktiviert.

Führen Sie folgende Schritte mit der Google Cloud CLI oder der Google Cloud Console aus, um den Filestore CSI-Treiber zu aktivieren, wenn Sie einen neuen Standardcluster erstellen.

gcloud

gcloud container clusters create CLUSTER_NAME \
    --addons=GcpFilestoreCsiDriver \
    --cluster-version=VERSION

Dabei gilt:

• CLUSTER_NAME: Der Name Ihres Clusters.
• VERSION: Die GKE-Versionsnummer. Sie müssen die Version 1.21 oder höher auswählen, um diese Funktion nutzen zu können. Alternativ können Sie das Flag --release-channel verwenden und eine Release-Version angeben.

Console

1. Rufen Sie in der Google Cloud Console die Seite Google Kubernetes Engine auf.

   Zur Seite "Google Kubernetes Engine"

2. Klicken Sie auf Erstellen.

3. Wählen Sie den Clustermodus Standard aus und klicken Sie dann auf Konfigurieren.

4. Konfigurieren Sie den Cluster wie gewünscht.

5. Klicken Sie im Navigationsbereich unter Cluster auf Features.

6. Klicken Sie auf das Kästchen Filestore-CSI-Treiber aktivieren.

7. Klicken Sie auf Erstellen.

Wenn Sie Filestore in einem freigegebenen VPC-Netzwerk verwenden möchten, finden Sie weitere Informationen unter Cloud Filestore-CSI-Treiber in einem neuen Cluster mit freigegebener VPC aktivieren.

Nachdem Sie den CSI-Treiber von Filestore aktiviert haben, können Sie den Treiber in Kubernetes-Volumes mit dem Namen des Treibers und des Bereitstellers verwenden: filestore.csi.storage.gke.io.

Filestore-CSI-Treiber auf einem vorhandenen Cluster aktivieren

Hinweis: Der Filestore-CSI-Treiber ist für Autopilot-Cluster standardmäßig aktiviert.

Verwenden Sie die Google Cloud CLI oder die Google Cloud Console, um den CSI-Treiber von Filestore in vorhandenen Clustern zu aktivieren.

Führen Sie die folgenden Schritte aus, um den Treiber auf einem vorhandenen Cluster zu aktivieren:

gcloud

gcloud container clusters update CLUSTER_NAME \
   --update-addons=GcpFilestoreCsiDriver=ENABLED

Ersetzen Sie CLUSTER_NAME durch den Namen des vorhandenen Clusters.

Console

1. Rufen Sie in der Google Cloud Console die Seite Google Kubernetes Engine auf.

   Zur Seite "Google Kubernetes Engine"

2. Klicken Sie in der Clusterliste auf den Namen des Clusters, den Sie ändern möchten.

3. Klicken Sie unter Features neben dem Feld Filestore-CSI-Treiber auf Filestore-CSI-Treiber bearbeiten.

4. Klicken Sie auf das Kästchen Filestore-CSI-Treiber aktivieren.

5. Klicken Sie auf Änderungen speichern.

Filestore-CSI-Treiber deaktivieren

Sie können den Filestore-CSI-Treiber auf einem vorhandenen Autopilot- oder Standard-Cluster über die Google Cloud CLI oder die Google Cloud Console deaktivieren.

Hinweis: Wir empfehlen dringend, den CSI-Treiber für Filestore auf Autopilot-Clustern nicht zu deaktivieren. Dies würde dazu führen, dass alle Pods, die PersistentVolumes des Treibers verwenden, nicht beendet werden. Neue Pods, die diese PersistentVolumes verwenden möchten, können dann auch nicht gestartet werden.

gcloud

gcloud container clusters update CLUSTER_NAME \
    --update-addons=GcpFilestoreCsiDriver=DISABLED \
    --region REGION

Ersetzen Sie die folgenden Werte:

• CLUSTER_NAME: Den Namen des vorhandenen Clusters.
• REGION: Die Region für Ihren Cluster, z. B. us-central1.

Console

1. Rufen Sie in der Google Cloud Console die das Menü „Google Kubernetes Engine“ auf.

   Zur Seite "Google Kubernetes Engine"

2. Klicken Sie in der Clusterliste auf den Namen des Clusters, den Sie ändern möchten.

3. Klicken Sie unter Features neben dem Feld Filestore-CSI-Treiber auf Filestore-CSI-Treiber bearbeiten.

4. Entfernen Sie das Häkchen aus dem Kästchen Filestore-CSI-Treiber aktivieren.

5. Klicken Sie auf Änderungen speichern.

Mit dem Filestore-CSI-Treiber auf ein Volume zugreifen

In den folgenden Abschnitten wird das typische Verfahren zur Verwendung eines Kubernetes-Volumes beschrieben, das von einem Filestore CSI-Treiber in GKE unterstützt wird.

• StorageClass erstellen
• Mit einem PersistentVolumeClaim auf das Volume zugreifen
• Deployment erstellen, das das Volume nutzt

StorageClass erstellen

Nachdem Sie den CSI-Treiber von Filestore aktiviert haben, installiert GKE automatisch die folgenden StorageClasses zur Bereitstellung von Filestore-Instanzen:

• enterprise-rwx mit der Enterprise Filestore-Ebene, wobei jedes Kubernetes-PersistentVolume einer Filestore-Instanz zugeordnet wird. Diese StorageClass ist in GKE-Clustern mit Version 1.23 oder höher verfügbar.
• enterprise-multishare-rwx mit der Enterprise Filestore-Stufe, wobei jedes Kubernetes PersistentVolume einer Freigabe einer bestimmten Filestore-Instanz zugeordnet ist. Diese StorageClass ist in GKE-Clustern mit Version 1.23 oder höher verfügbar. Weitere Informationen finden Sie unter Filestore-Multishares für Google Kubernetes Engine.
• standard-rwx, mit der Filestore-Dienststufe "Basic HDD".
• premium-rwx, mit der Filestore-Dienststufe "Basic HDD".

Sie finden den Namen der installierten StorageClass mit dem folgenden Befehl:

kubectl get sc

Sie können auch eine andere StorageClass installieren, die den CSI-Treiber von Filestore verwendet. Fügen Sie dazu filestore.csi.storage.gke.io im Feld provisioner hinzu.

Hinweis: Filestore muss wissen, in welchem Netzwerk die neue Instanz erstellt werden soll. Die automatisch installierten Speicherklassen verwenden das für GKE-Cluster erstellte Standardnetzwerk. Wenn Sie dieses Netzwerk gelöscht haben oder ein anderes Netzwerk verwenden möchten, müssen Sie wie unten beschrieben eine neue Speicherklasse erstellen. Andernfalls funktionieren die automatisch installierten Speicherklassen nicht.

1. Speichern Sie das folgende Manifest als filestore-example-class.yaml:

   apiVersion: storage.k8s.io/v1
   kind: StorageClass
   metadata:
     name: filestore-example
   provisioner: filestore.csi.storage.gke.io
   volumeBindingMode: Immediate
   allowVolumeExpansion: true
   parameters:
     tier: standard
     network: default
   

   Betrachten Sie im Manifest die folgende Parameterkonfiguration:

   • Wenn Sie volumeBindingMode auf Immediate setzen, kann das Volume sofort bereitgestellt werden. Dies ist möglich, da auf Filestore-Instanzen von jeder Zone aus zugegriffen werden kann. Daher muss GKE im Gegensatz zum nichtflüchtigen Compute Engine-Speicher nicht die Zone kennen, in der der Pod geplant ist. Wenn WaitForFirstConsumer festgelegt ist, beginnt GKE mit der Bereitstellung erst, nachdem der Pod geplant wurde. Weitere Informationen finden Sie unter VolumeBindingMode.
   • Jede Stufe kann im Parameter tier angegeben werden (z. B. standard, premium oder enterprise). Der Parameter network kann verwendet werden, wenn Filestore-Instanzen in nicht standardmäßigen VPCs bereitgestellt werden. Nicht standardmäßige VPCs erfordern das Einrichten spezieller Firewallregeln.

2. Um eine StorageClass-Ressource anhand der Manifestdatei filestore-example-class.yaml zu erstellen, führen Sie folgenden Befehl aus:

   kubectl create -f filestore-example-class.yaml
   

Informationen zum Verwenden von Filestore in einem freigegebenen VPC-Netzwerk finden Sie unter StorageClass erstellen, wenn der CSI-Treiber von Filestore mit einem freigegebenen VPC verwendet wird.

Mit einem PersistentVolumeClaim auf das Volume zugreifen

Sie können eine PersistentVolumeClaim-Ressource erstellen, die auf die StorageClass des CSI-Treibers für Filestore verweist.

Sie können entweder eine vorinstallierte oder eine benutzerdefinierte StorageClass verwenden.

Die folgende Manifestdatei erstellt einen PersistentVolumeClaim, der auf die StorageClass mit dem Namen filestore-example verweist.

1. Speichern Sie die folgende Manifestdatei als pvc-example.yaml:

   kind: PersistentVolumeClaim
   apiVersion: v1
   metadata:
     name: podpvc
   spec:
     accessModes:
     - ReadWriteMany
     storageClassName: filestore-example
     resources:
       requests:
         storage: 1Ti
   

2. Um eine PersistentVolume-Ressource anhand der Manifestdatei pvc-example.yaml zu erstellen, führen Sie folgenden Befehl aus:

   kubectl create -f pvc-example.yaml
   

Deployment erstellen, das das Volume nutzt

Im folgenden Beispiel-Deployment-Manifest wird die PersistentVolume-Ressource mit dem Namen pvc-example.yaml verwendet.

Eine PersistentVolumeClaim-Ressource kann von mehreren Pods verwendet werden.

1. Speichern Sie das folgende Manifest als filestore-example-deployment.yaml:

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     name: web-server-deployment
     labels:
       app: nginx
   spec:
     replicas: 3
     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: podpvc
   ---
   kind: PersistentVolumeClaim
   apiVersion: v1
   metadata:
     name: podpvc
   spec:
     accessModes:
       - ReadWriteMany
     storageClassName: filestore-example
     resources:
       requests:
         storage: 1Ti
   

2. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um ein Deployment anhand der Manifestdatei filestore-example-deployment.yaml zu erstellen:

   kubectl apply -f filestore-example-deployment.yaml
   

3. Prüfen Sie, ob das Deployment erfolgreich erstellt wurde:

   kubectl get deployment
   

   Die Bereitstellung kann für Filestore-Instanzen einige Zeit dauern. Bis dahin melden Bereitstellungen den READY-Status nicht. Um den Fortschritt zu prüfen, können Sie den PVC-Status mit folgendem Befehl beobachten:

   kubectl get pvc
   

   Der PVC sollte den Status BOUND haben, sobald die Volume-Bereitstellung abgeschlossen ist.

Filestore-Instanzen mit Label versehen

Mit Labels können Sie verwandte Instanzen gruppieren und Metadaten zu einer Instanz speichern. Ein Label ist ein Schlüsselwertpaar, mit dem Sie Ihre Filestore -Instanzen organisieren können. Sie haben die Möglichkeit, jeder Ressource ein Label zuzuweisen und dann die Ressourcen anhand ihrer Labels filtern.

Sie können Labels mithilfe des Schlüssels labels in StorageClass.parameters bereitstellen. Eine Filestore-Instanz kann mit Labels versehen werden, die angeben, für welche Werte von PersistentVolumeClaim/PersistentVolume die Instanz erstellt wurde. Benutzerdefinierte Labelschlüssel und -werte müssen der Namenskonvention für Labels entsprechen. Weitere Informationen zum Anwenden benutzerdefinierter Labels auf die Filestore-Instanz finden Sie im Beispiel zu Speicherklassen von Kubernetes.

fsgroup mit Filestore-Volumes verwenden

Kubernetes verwendet fsGroup, um Berechtigungen und Eigentumsrechte des Volumes zu ändern, damit es einer vom Nutzer angeforderten fsGroup im SecurityContext des Pods entspricht. Eine fsGroup ist eine zusätzliche Gruppe, die für alle Container in einem Pod gilt. Sie können eine fsGroup auf Volumes anwenden, die vom CSI-Treiber von Filestore bereitgestellt werden.

Filestore mit freigegebener VPC verwenden

In diesem Abschnitt wird beschrieben, wie Sie eine Filestore-Instanz aus einem Dienstprojekt in einem freigegebenen VPC-Netzwerk verwenden.

Cluster mit freigegebener VPC einrichten

So richten Sie Cluster mit einem freigegebenen VPC-Netzwerk ein:

1. Erstellen Sie ein Host- und Dienstprojekt.
2. Aktivieren Sie die Google Kubernetes Engine API in Ihren Host- und in Ihren Dienstprojekten.
3. Erstellen Sie in Ihrem Hostprojekt ein Netzwerk und ein Subnetz.
4. Aktivieren Sie die freigegebene VPC im Hostprojekt.
5. Gewähren Sie für das Hostprojekt die Nutzerrollenbindung HostServiceAgent für das GKE-Dienstkonto des Dienstprojekts.
6. Aktivieren Sie den Zugriff auf private Dienste im freigegebenen VPC-Netzwerk.

Filestore-CSI-Treiber auf einem neuen Cluster mit freigegebener VPC aktivieren

Führen Sie folgende Schritte aus, um den CSI-Treiber von Filestore auf einem neuen Cluster mit freigegebener VPC zu aktivieren:

1. Prüfen Sie die verwendbaren Subnetze und sekundären Bereiche. Beim Erstellen eines Clusters müssen Sie ein Subnetz und die sekundären IP-Adressbereiche angeben, die für die Pods und Dienste des Clusters verwendet werden sollen.

   gcloud container subnets list-usable \
      --project=SERVICE_PROJECT_ID \
      --network-project=HOST_PROJECT_ID
   

   Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

   PROJECT                   REGION       NETWORK     SUBNET  RANGE
   HOST_PROJECT_ID  us-central1  shared-net  tier-1  10.0.4.0/22
   ┌──────────────────────┬───────────────┬─────────────────────────────┐
   │ SECONDARY_RANGE_NAME │ IP_CIDR_RANGE │            STATUS           │
   ├──────────────────────┼───────────────┼─────────────────────────────┤
   │ tier-1-pods          │ 10.4.0.0/14   │ usable for pods or services │
   │ tier-1-services      │ 10.0.32.0/20  │ usable for pods or services │
   └──────────────────────┴───────────────┴─────────────────────────────┘
   

2. einen GKE-Cluster installieren In folgenden Beispielen wird gezeigt, wie Sie mit der gcloud CLI einen Autopilot- oder Standardcluster erstellen, der für die freigegebene VPC konfiguriert ist. In folgenden Beispielen werden die Netzwerk-, Subnetz- und Bereichsnamen aus Netzwerk und zwei Subnetze erstellen verwendet.

   Autopilot

   gcloud container clusters create-auto tier-1-cluster \
      --project=SERVICE_PROJECT_ID \
      --region=COMPUTE_REGION \
      --network=projects/HOST_PROJECT_ID/global/networks/NETWORK_NAME \
      --subnetwork=projects/HOST_PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/subnetworks/SUBNET_NAME \
      --cluster-secondary-range-name=tier-1-pods \
      --services-secondary-range-name=tier-1-services
   

   Standard

   gcloud container clusters create tier-1-cluster \
      --project=SERVICE_PROJECT_ID \
      --zone=COMPUTE_REGION \
      --enable-ip-alias \
      --network=projects/HOST_PROJECT_ID/global/networks/NETWORK_NAME \
      --subnetwork=projects/HOST_PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/subnetworks/SUBNET_NAME \
      --cluster-secondary-range-name=tier-1-pods \
      --services-secondary-range-name=tier-1-services \
      --addons=GcpFilestoreCsiDriver
   

3. Erstellen Sie Firewallregeln, um die Kommunikation zwischen Knoten, Pods und Diensten in Ihrem Cluster zuzulassen. Das folgende Beispiel zeigt, wie Sie eine Firewallregel mit dem Namen my-shared-net-rule-2 erstellen.

   gcloud compute firewall-rules create my-shared-net-rule-2 \
      --project HOST_PROJECT_ID \
      --network=shared-net \
      --allow=tcp,udp \
      --direction=INGRESS \
      --source-ranges=10.0.4.0/22,10.4.0.0/14,10.0.32.0/20
   

   Im Beispiel stammen die IP-Werte der Quellbereiche aus dem vorherigen Schritt, in dem Sie die verwendbaren Subnetze und sekundären Bereiche geprüft haben.

StorageClass erstellen, wenn der Filestore-CSI-Treiber mit einer freigegebenen VPC verwendet wird

Das folgende Beispiel zeigt, wie Sie eine StorageClass erstellen, wenn Sie den CSI-Treiber für Filestore mit freigegebener VPC verwenden:

cat <<EOF | kubectl apply -f -

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: filestore-sharedvpc-example
provisioner: filestore.csi.storage.gke.io
parameters:
  network: "projects/HOST_PROJECT_ID/global/networks/SHARED_VPC_NAME"
  connect-mode: PRIVATE_SERVICE_ACCESS
  reserved-ip-range: RESERVED_IP_RANGE_NAME
allowVolumeExpansion: true

EOF

Dabei gilt:

• HOST_PROJECT_ID: ID oder Name des Hostprojekts des freigegebenen VPC-Netzwerks.
• SHARED_VPC_NAME: Name des freigegebenen VPC-Netzwerks, das Sie zuvor erstellt haben.
• RESERVED_IP_RANGE_NAME: Name des spezifischen reservierten IP-Adressbereichs, in dem die Filestore-Instanz bereitgestellt wird. Dieses Feld ist optional. Wenn ein reservierter IP-Adressbereich angegeben ist, muss es sich um einen benannten Adressbereich anstelle eines direkten CIDR-Werts handeln.

Informationen zum Bereitstellen eines Volumes, das von Filestore-Multishares in GKE-Clustern mit Version 1.23 oder höher unterstützt wird, finden Sie unter Speicher mit Filestore-Mehrfachfreigaben für GKE optimieren.

Nächste Schritte

• Zustandsorientierte Filestore-Arbeitslasten in GKE bereitstellen
• Eine Filestore Enterprise-Instanz für mehrere nichtflüchtige Volumes freigeben
• Weitere Informationen zur Verwendung der Volume-Erweiterung
• Volume-Snapshots verwenden
• Weitere Informationen zum CSI-Treiber auf GitHub