Filestore-Mehrfachfreigaben für GKE

Filestore Multishares für GKE weist bis zu 80 Freigaben auf einer einzelnen Instanz der Enterprise-Stufe zu.

Diese Funktion optimiert die Freigabenutzung auf Ihren Filestore-Instanzen und bietet folgende Vorteile:

• Nutzer erhalten die Möglichkeit, die maximale Freigabekapazität zu schätzen und festzulegen.
• Optimiert die Anzahl der Freigaben pro Instanz.
• Optimiert die Verwendung von Filestore-Instanzen in den zugehörigen GKE-Speicherpools.
• Kostenreduzierung.

Vorteile von Filestore Multishares für GKE

Eine Filestore-Instanz ist ein vollständig verwaltetes NAS-System (Network Attached Storage), das Sie mit Ihren GKE-Instanzen verwenden können.

Filestore-Multishares für GKE bieten in Kombination mit dem GKE Filestore CSI-Treiber Version 1.27 folgende Vorteile:

• Eine umfassende Ansicht Ihrer nichtflüchtigen Volumes (PVs, persistent volumes) als Speicherpool. Der Treiber erstellt oder löscht Filestore-Instanzen dynamisch, wenn Sie Volumes hinzufügen, löschen oder deren Größe anpassen. Der Treiber verwaltet Ihre Filestore-Instanzen als einen großen Pool an Volumes mit gemeinsamen Merkmalen gemäß der StorageClass-Definition und bietet die Möglichkeit, jedes Volume separat zu skalieren oder zu sichern.

• Zugriff für mehrere Autoren für Anwendungen, die ein freigegebenes Dateisystem für Daten benötigen.

• Unterstützt regionalen Speicher, der gegen Zonenausfälle resistent ist.

• Unterstützt mehrere Freigaben mit kleineren, flexiblen Größen, um die Auslastung und Kosteneffizienz jeder Filestore-Instanz zu verbessern.

• Weist bis zu 80 Freigaben auf einer einzelnen Filestore-Instanz der Enterprise-Stufe zu:

  • Jede Freigabe ist einem eindeutigen nichtflüchtigen Volume in GKE zugeordnet.

  • Mit GKE StorageClasses können Sie die maximale Freigabegröße auf 128 GiB, 256 GiB, 512 GiB oder 1024 GiB (1 TiB) beschränken.

    Je nach angegebener Größe begrenzt der GKE Filestore-CSI-Treiber die maximale Anzahl von Freigaben pro Filestore-Instanz und erstellt eine maximale Kapazität von jeweils 80, 40, 20 oder 10 Freigaben pro Instanz.

  • Die Versionen 1.23 bis 1.26 des GKE Filestore-CSI-Treibers unterstützen weiterhin bis zu 10 Freigaben pro Enterprise-Instanz.

• Bietet mehr Flexibilität für Organisationen, die sowohl kleinere Volumes für mehrere Clients als auch Zugriff für mehrere Autoren in einem freigegebenen Netzwerk benötigen:

  • Unterstützt eine erweiterte Freigabegröße von 10 GiB bis 1 TiB (1.024 GiB) bzw. die angegebene maximale Freigabegröße.

  • Die Versionen 1.23 bis 1.26 des GKE Filestore-CSI-Treibers unterstützen Freigabegrößen von 100 GiB bis 1 TiB.

• Unterstützt die dynamische Volume-Bereitstellung und skaliert die Freigabe- und Instanzkapazität je nach Bedarf hoch oder runter:

  • Wenn die Anwendungsarbeitslast 80 Anforderungen an nichtflüchtigen Volumes (Persistent Volume Claims, PVCs) überschreitet, erstellt der GKE Filestore-CSI-Treiber reflexartig weitere Filestore-Instanzen und weist die erforderlichen Freigaben dynamisch auf Instanzen zu.

  • Wenn Sie ein nichtflüchtiges Volume löschen, gibt der CSI-Treiber von GKE Filestore den zugewiesenen Freigabespeicher zurück und entfernt die Freigabe. Der GKE Filestore-CSI-Treiber löscht auch die Filestore-Instanz, wenn alle zugehörigen Freigaben gelöscht wurden.

  • Wenn Sie die Kapazität eines PV erstellen, löschen oder bearbeiten, fügt der CSI-Treiber von GKE Filestore die Kapazität der zugehörigen Filestore-Instanz hinzu oder gibt ihn zurück, um die Kapazität aller Freigaben zu berücksichtigen. Die Größe der Filestore-Instanz kann in Schritten von 256 GiB schwanken.

  • Die Leistung der zugrunde liegenden Filestore-Multishare-Instanz der Enterprise-Stufe wird gemeinsam genutzt, wodurch bei Bedarf ein höherer Durchsatz für bestimmte GKE-PVs erzielt wird.

  • Unterstützt die Hochskalierung von PV-Kapazität basierend auf den Arbeitslastanforderungen mit Ausfallzeiten von fast null.

• Unterstützt Abwärtskompatibilität bei Instanzen, die mit den GKE Filestore-CSI-Treiberversionen 1.23 (die ursprüngliche Version mit Multishare-Funktionen) bis Version 1.26 erstellt wurden.

• Freigaben für diese Instanzen können die erweiterte Mindestfreigabegröße von 10 GiB nutzen.

StorageClasses und dynamische Volume-Bereitstellung

Für den Zugriff auf die Filestore Multishares-Funktion müssen Sie zuerst den GKE Filestore-CSI-Treiber Version 1.23 oder höher aktivieren. Nach der Aktivierung können Sie GKE-StorageClasses nutzen, um einen automatisierten Prozess namens dynamisches Volume-Deployment zu nutzen, mit dem Sie den Lebenszyklus Ihrer PVs und PVCs verwalten können.

Der GKE Filestore-CSI-Treiber erstellt StorageClasses für Ihre speziellen Anforderungen. In der folgenden Tabelle wird die Leistung von Filestore Multishare der Enterprise-Stufe im Vergleich zu Optionen für einzelne Freigaben aufgeführt.

Dienststufe	GKE-Speicherklasse	Anzahl der Freigaben pro Instanz	GKE-PVC-Größe	Filestore-Kapazität	Inkrementelle Änderung	Bereitstellung	Zugriffsmodus
Basic HDD	standard-rwx	Eins	1 TiB bis 64 TiB	1 TiB bis 64 TiB	1 GiB	Zonal	ReadWriteMany
Basic SSD	premium-rwx	Eins	2,5 TiB bis 64 TiB	2,5 TiB bis 64 TiB	1 GiB	Zonal	ReadWriteMany
Enterprise	enterprise-rwx	Eins	1 TiB bis 10 TiB	1 TiB bis 10 TiB	256 GiB	Regional	ReadWriteMany
Enterprise mit der Multishares-Funktion	enterprise-multishare-rwx	Bis zu 80	10 GiB bis 1 TiB	Pool von Filestore-Instanzen mit jeweils 1 TiB bis 10 TiB Jede Filestore-Instanz hostet bis zu 80 PVs (Freigaben) mit jeweils 10 GiB bis 1 TiB	256 GiB pro Instanz 1 GiB pro PVC (Freigabe)	Regional	ReadWriteMany

Einen detaillierteren Vergleich der Optionen der Dienststufen finden Sie unter Dienststufen.

Funktionsweise

Mit der GKE Filestore-CSI-Treiberversion 1.27 und dem StorageClass-Parameter max-volume-size haben Sie mehr Kontrolle über das Festlegen einer maximalen Freigabegröße. Durch den Verweis auf diesen Wert schränkt der Treiber die Anzahl der in der Instanz zulässigen Freigaben ein.

Zur Implementierung dieser Funktion erstellen Sie eine neue StorageClass und fügen den Parameter in Ihre Konfigurationsdatei ein. Weisen Sie ihm einen der vier akzeptierten Werte zu, die in der ersten Spalte aufgeführt sind:

Maximale Volume-Größe (Freigabegröße)	Maximale Anzahl von Freigaben pro Instanz
128 GiB	80
256 GiB	40
512 GiB	20
1.024 GiB (1 TiB)	10

Wenn Sie beispielsweise die Freigabegröße auf 128 GiB beschränken möchten, verwenden Sie das Schlüssel/Wert-Paar max-volume-size: "128Gi".

Wenn für den Parameter max-volume-size kein Wert angegeben ist oder der Parameter weggelassen wird, weist der Treiber pro Freigabe einen Standardwert von 1.024 GiB zu. Dadurch wird eine maximale Anzahl von 10 Freigaben für die Instanz festgelegt. Ein detailliertes Beispiel finden Sie unter Multishares optimieren.

Abwärtskompatibilität

Die neueste Multishares-Funktion funterstützt Abwärtskompatibilität bei Instanzen, die mit GKE Filestore CSI-Treibern der Version 1.23 (die ursprüngliche Version mit Multishares-Funktionen) bis Version 1.26 erstellt wurden:

• Vorhandene Instanzen können neue PVCs oder Freigaben mit der erweiterten Mindestgröße erstellen. Die Freigabegröße reicht jetzt von 10 GiB bis 1.024 GiB (1 TiB) pro Freigabe.

• Die Version 1.27 des GKE Filestore-CSI-Treibers erkennt Legacy-Enterprise-Instanzen und weist ihnen eine standardmäßige maximale Freigabegröße von 1.024 GiB zu. Das bedeutet, dass Legacy-Instanzen auf maximal zehn Freigaben pro Instanz beschränkt sind.

Beispiel für Legacy-Instanz

Angenommen, Sie installieren die GKE Filestore-CSI-Treiberversion 1.25 und erstellen eine StorageClass mit dem Namen enterprise-multishare-rwx. Sie stellen dann eine Instanz der 1-TiB-Instanz der Enterprise-Stufe mit dem Label F1 bereit, die einer einzelnen Freigabe von 100 GiB zugeordnet ist. Der Treiber verweist auf die Instanzspezifikationen, die in der Speicherklasse für diese Anfrage angegeben sind.

Anschließend führen Sie ein Upgrade des GKE Filestore-CSI-Treibers auf Version 1.27 durch und stellen später 10 neue 10-GiB-Freigaben bereit.

Die zum Erstellen von F1 verwendete StorageClass-Konfigurationsdatei enthält nicht den Parameter max-volume-size. Der Treiber erkennt daher die Instanz F1 als Legacy-Instanz und weist ihr eine maximale Freigabegröße von 1.024 GiB für alle neuen Freigaben zu, die der Instanz zugeordnet sind. Der Treiber verweist dann bei zukünftigen Anfragen bezüglich dieser Instanz auf diesen Wert. Die neue Mindestfreigabegröße von 10 GiB ist ebenfalls verfügbar.

In Bezug auf die Bereitstellungsanfrage für zehn PVCs mit 10 GiB werden neun F1 zugeordnet. Dann wird eine zweite Instanz, F2, für die endgültige Freigabe von 10 GiB erstellt.

Beachten Sie, dass der Treiber zuerst die maximal zulässige Freigabegröße erkennt und dann diesen Wert verwendet, um die maximale Anzahl der Freigaben zu ermitteln, die einer Filestore-Instanz zugeordnet werden können. Sobald die maximale Anzahl der Freigaben einer Instanz erreicht ist, werden bei Bedarf neue Instanzen erstellt, um die Bereitstellungsanfrage zu füllen.

Monitoring

Informationen zum Überwachen der Instanzleistung finden Sie unter Instanzen und Kontingente überwachen.

Featurebeschränkungen

Es gelten folgende Einschränkungen:

• Die Filestore Multishare-Funktion ist auf die Filestore-Enterprise-Dienststufe beschränkt.

• GKE StorageClasses sind unveränderlich. Die maximale Freigabegröße sollte sorgfältig ausgewählt werden.

  Wenn Sie die maximale Freigabegröße für Ihre Filestore-Instanzen ändern müssen, müssen Sie eine neue benutzerdefinierte StorageClass mit der aktualisierten Größe erstellen, neue Instanzen erstellen und dann Ihre Daten kopieren und verschieben.

• Jede Filestore-Enterprise-Instanz kann bis zu 80 Freigaben oder GKE-PVs hosten. Bei einer Überschreitung von 80 PVCs wird der GKE Filestore-CSI-Treiber ausgelöst, um weitere Filestore-Instanzen zu erstellen und diese Freigaben dynamisch auf Instanzen zu verteilen. Das Erstellen einer neuen Filestore-Freigabe oder eines neuen PV kann in einigen Umständen mehr Zeit in Anspruch nehmen. Wenn für Ihre Anwendung eine sofortige PV-Bereitstellung erforderlich ist, fügen Sie die folgende Spezifikation in die YAML-Datei der StorageClass ein:

  volumeBindingMode: Immediate

• Snapshots werden noch nicht für Filestore Multishares unterstützt. Bei Bedarf können Sie eine Filestore-StorageClass mit einzelner Freigabe verwenden, um Snapshots manuell über die Filestore API zu erstellen.

• Das Erstellen von Instanzen und Instanzen mit mehreren Freigaben kann einige Minuten dauern. Sie sind erst sichtbar, wenn das Erstellen abgeschlossen ist.

• Einige PV-Löschvorgänge können viel Zeit in Anspruch nehmen. PV-Erstellungs- oder PV-Erweiterungsvorgänge, die von PVCs initiiert werden, die durch dieselbe StorageClass definiert sind, können während dieser Zeit blockiert werden.

• Der GKE-Filestore-CSI-Treiber wird für Cluster mit Linux unterstützt.

• Wenn Sie Arbeitslasten mit einem höheren Metadatenaufwand erwarten, empfehlen wir, eine maximale Freigabegröße festzulegen, die den Kapazitätsanforderungen Ihrer Anwendung entspricht.

  Angenommen, Sie stellen eine Filestore Multishare-Instanz der Enterprise-Stufe mit einer maximalen Größe von 256 GiB pro Freigabe bereit, was zu einem festgelegten maximalen Limit von 40 Freigaben für die Instanz führt.

  Nehmen wir an, bei einer Freigabe auf der Instanz sind Fehler bei Schreibvorgängen aufgetreten und im Metrics Explorer sehen Sie anhand des Messwerts (%) für die verfügbare Rohkapazität der Instanz, dass die Kapazität der Instanz nicht ausreichend ist. Wir empfehlen, neue Multishare-Instanzen mit einer größeren Freigabegröße zu konfigurieren, z. B. 512 GiB, um Ihre Arbeitslastanforderungen zu erfüllen. Beachten Sie, dass hierdurch weniger Freigaben für die Instanz zugelassen werden, in diesem Beispiel 20.

• Werte für die maximale Größe einer Freigabe sind auf 128 GiB, 256 GiB, 512 GiB oder 1024 GiB (1 TiB) beschränkt.

• Verwenden Sie für Arbeitslasten, die Freigaben von 1 TiB erfordern, eine einzelne Freigabe pro Instanz.

Preise

Sobald die Abrechnung aktiviert ist, fallen Gebühren an, die auf der zugrunde liegenden Filestore-Enterprise-Dienststufe basieren. Mit gemeinsam genutzter Kapazität für mehrere kleinere Volumes können Nutzer von einer drastischen Reduzierung der Speicherkosten profitieren.

Weitere Informationen finden Sie unter Unternehmensstufe und Kapazität zuweisen.

Nächste Schritte

• Speicher mit Filestore Multishares für GKE optimieren
• Verwenden Sie den CSI-Treiber von GKE Filestore.
• Filestore-CSI-Treiber mit freigegebener VPC verwenden.
• GKE-StorageClass erstellen