Utilizzo del driver CSI per il disco permanente di Compute Engine

Autopilot Standard

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Google Kubernetes Engine (GKE) offre un modo semplice per eseguire automaticamente il deployment e gestire il driver CSI (Container Storage Interface) per i disco permanente di Compute Engine nei tuoi cluster. Il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine è sempre abilitato nei cluster Autopilot e non può essere disattivato 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 legata 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 si aggiornano automaticamente quando viene eseguito l'upgrade del cluster all'ultima patch GKE.

Nota: poiché il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine e alcuni degli altri componenti CSI associati vengono di cui vengono eseguiti il deployment come contenitori separati, comportano l'utilizzo di risorse (CPU, memoria e disco di avvio della VM) sui nodi Kubernetes. L'utilizzo della CPU della VM è in genere di decine di millicore e l'utilizzo della memoria è in genere di decine di MB. L'utilizzo del disco di avvio è dovuto principalmente ai log del driver CSI e di altri container di sistema nel deployment.

Vantaggi

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

• Consente il deployment e la gestione automatici del driver del disco permanente senza doverli 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 Utilizzare CMEK.
• Puoi utilizzare gli 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 determinato momento. Puoi utilizzare questa copia per ripristinare 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 del 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 determinato momento, con il provisioning di tutti i dati del volume di origine.
• Le correzioni di bug e gli aggiornamenti delle funzionalità vengono implementati indipendentemente dalle release minori di Kubernetes. In genere, questo programma di rilascio comporta una maggiore frequenza di rilascio.

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, installa e poi inizializza gcloud CLI. Se hai già installato gcloud CLI, ottieni la versione più recente eseguendo gcloud components update.
  Nota: per le installazioni esistenti di gcloud CLI, assicurati di impostare le proprietà compute/region e compute/zone. Se imposti le posizioni predefinite, puoi evitare errori in gcloud CLI come il seguente: One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location.

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 versione 1.18 o successive.

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

Per utilizzare il driver CSI del 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 versione 1.16 o successive.
• Cluster Windows: GKE versione 1.20.8-gke.900 o successive.

Nota: per Autopilot, il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine è abilitato per impostazione predefinita e non può essere disattivato o modificato. Per utilizzare il driver, vai a Utilizzare il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine per i cluster Linux.

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

Nota: il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine è abilitato per impostazione predefinita nei cluster appena creati per le seguenti versioni:

Cluster Linux: GKE versione 1.18.10-gke.2100 o superiore oppure 1.19.3-gke.2100 o superiore.

Cluster Windows: GKE versione 1.22.6-gke.300 o successive o 1.23.2-gke.300 o successive.

Per i cluster Autopilot, il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine è abilitato per impostazione predefinita e non può essere disattivato o modificato.

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

Per attivare il driver al momento della creazione del cluster, completa i seguenti passaggi:

gcloud

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

Sostituisci quanto segue:

• CLUSTER-NAME: il nome del tuo cluster.
• VERSION: il numero di versione di GKE. Per utilizzare questa funzionalità, devi selezionare una versione 1.14 o successiva.

Per l'elenco completo dei flag, consulta la documentazione di gcloud container clusters create.

Console

1. Vai alla pagina Google Kubernetes Engine nella console Google Cloud.

   Vai a Google Kubernetes Engine

2. Fai clic su Crea.

3. Nella sezione Standard, fai clic su Configura.

4. Configura il cluster come preferisci.

5. Nel riquadro di navigazione, in Cluster, fai clic su Funzionalità.

6. Seleziona la casella di controllo Abilita driver CSI per il disco permanente di Compute Engine.

7. Fai clic su Crea.

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

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

Per attivare 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 in un cluster esistente, completa i seguenti passaggi:

gcloud

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

Sostituisci CLUSTER-NAME con il nome del cluster esistente.

Console

1. Vai alla pagina Google Kubernetes Engine nella console Google Cloud.

   Vai a Google Kubernetes Engine

2. Nell'elenco dei cluster, fai clic sul nome del cluster da modificare.

3. In Funzionalità, accanto al campo Driver CSI per il disco permanente di Compute Engine, fai clic su Modifica driver CSI di Compute Engine.

4. Seleziona la casella di controllo Abilita driver CSI per il disco permanente di Compute Engine.

5. Fai clic su Salva modifiche.

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 verranno terminati. Inoltre, i nuovi pod che tenteranno di utilizzare quei volumi permanenti non riusciranno ad avviarsi.

Nota: poiché la migrazione del tipo di volume gcePersistentDisk al driver CSI del disco permanente di Compute Engine avviene nella versione 1.22 e successive, se disattivi il driver CSI del disco permanente, anche il tipo di volume gcePersistentDisk smette di funzionare.

Avviso: in GKE 1.21 e versioni precedenti è presente un problema noto se utilizzi il driver del disco permanente integrato e vuoi eliminare i dischi regionali. Un disco regionale Compute Engine può causare una perdita quando la relativa risorsaPersistentVolume viene eliminata. Questo problema può essere rilevato quando la chiamata all'API per eliminare il disco regionale non va a buon fine e restituisce un codice di errore diverso da NotFound. Per ulteriori informazioni, consulta questo problema di GitHub.

Per disattivare il driver in un cluster standard esistente, completa i seguenti passaggi:

gcloud

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

Sostituisci CLUSTER-NAME con il nome del cluster esistente.

Console

1. Vai alla pagina Google Kubernetes Engine nella console Google Cloud.

   Vai a Google Kubernetes Engine

2. Nell'elenco dei cluster, fai clic sul nome del cluster da modificare.

3. In Funzionalità, accanto al campo Driver CSI per il disco permanente di Compute Engine, fai clic su Modifica driver CSI di Compute Engine.

4. Deseleziona la casella di controllo Abilita driver CSI per il disco permanente di Compute Engine.

5. Fai clic su Salva modifiche.

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 classe StorageClass

Dopo aver attivato il driver CSI del disco permanente di Compute Engine, GKE installa automaticamente i seguenti StorageClasses:

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

Per i cluster Autopilot, StorageClass predefinito è standard-rwo, che utilizza il driver CSI del disco permanente di Compute Engine. Per i cluster standard, la StorageClass predefinita utilizza il plug-in dei volumi gcePersistentDisk in-tree di Kubernetes.

Puoi trovare il nome dei StorageClass installati eseguendo il seguente comando:

kubectl get sc

Puoi anche installare un'altra classe di archiviazione che utilizza il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine aggiungendo pd.csi.storage.gke.io nel campo del provisioning.

Ad esempio, puoi creare un 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

Nel parametro type puoi specificare i seguenti tipi di dischi permanenti:

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

Se utilizzi pd-standard o pd-extreme, consulta Tipi di macchine non supportati per ulteriori limitazioni d'uso.

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 del valore IOPS di cui è stato eseguito il 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 il seguente comando:

kubectl create -f pd-example-class.yaml

Crea un PersistentVolumeClaim

Puoi creare un'affermazione PersistentVolumeClaim che fa riferimento allo 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 il seguente 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 al PersistentVolumeClaim. Se volumeBindingMode in la classe di archiviazione è impostato su Immediate (o è omesso), viene eseguito il provisioning di un volume permanente basato su disco permanente dopo la creazione della richiesta di volume permanente.

Crea un pod che utilizza il volume

Quando utilizzi i pod con i volumi permanenti, ti consigliamo di utilizzare un controller del carico di lavoro (ad esempio un deployment o un StatefulSet). Sebbene in genere non sia consigliabile utilizzare un pod autonomo, nell'esempio seguente ne viene utilizzato 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 classe StorageClass

La creazione di una classe di archiviazione per Windows è molto simile a quella per Linux. Tieni conto che la classe di archiviazione 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 richiedeNTFS come tipo di file system.

Ad esempio, puoi creare un 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 classe di archiviazione per Windows, ora puoi creare un claim di volume permanente che fa riferimento a quella classe di archiviazione:

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

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

Crea una classe 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 di 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 Visualizzare i log di GKE.

Per visualizzare i log per il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine:

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 della serie C3, il tipo di disco pd-standard permanente non è supportato.

Se provi a eseguire un pod su una macchina e il pod utilizza un tipo di disco permanente non supportato, viene visualizzato un messaggio di avviso come il seguente nel 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 contaminazioni dei nodi e affinità dei nodi per limitare dove possono essere pianificati i carichi di lavoro. Ad esempio, puoi utilizzare questo approccio per impedire a un carico di lavoro che utilizza pd-standard di essere eseguito 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 della macchina adatta. Per saperne di più, consulta la sezione Supporto per la forma della macchina.

Passaggi successivi

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