Usa dischi permanenti dedicati come volumi temporanei

Questa pagina mostra come utilizzare l'hardware di archiviazione esterno, ad esempio i dischi permanenti di Compute Engine, come volumi temporanei nei carichi di lavoro di Google Kubernetes Engine (GKE). Avere già familiarità con i volumi e le StorageClasses di Kubernetes.

Quando utilizzare l'archiviazione temporanea in Kubernetes

L'archiviazione temporanea è utile in tutte le situazioni in cui i carichi di lavoro hanno bisogno dei dati solo durante il ciclo di vita dell'applicazione, ad esempio per pipeline di elaborazione dati, job di machine learning, elaborazione batch, memorizzazione nella cache locale o analisi. Per impostazione predefinita, parte del disco di avvio del nodo GKE è disponibile per essere utilizzata come archiviazione temporanea nei pod. Questo approccio richiede spesso un'attenta pianificazione degli spazi.

I volumi temporanei generici di Kubernetes consentono di richiedere esplicitamente spazio di archiviazione temporaneo per i pod mediante PersistentVolumeClaim. GKE esegue dinamicamente il provisioning dei dischi permanenti di Compute Engine e collega i dischi ai nodi. Questo tipo di archiviazione temporanea è utile in situazioni come le seguenti:

  • I tuoi carichi di lavoro hanno requisiti di prestazioni elevate, quindi devi controllare l'hardware di archiviazione.
  • Hai bisogno di spazio di archiviazione temporaneo a breve termine specifico del container.
  • Vuoi evitare di utilizzare emptyDir per eseguire il provisioning dello spazio di archiviazione temporaneo. I volumi emptyDir sono comunque utili nelle situazioni in cui vuoi che più container condividano i dati nell'archiviazione temporanea.
  • Vuoi più capacità di archiviazione temporanea rispetto ai valori predefiniti integrati in GKE.
  • Vuoi evitare di dover pianificare le dimensioni del disco di avvio del nodo e digitarlo in anticipo per i cluster GKE in modalità Standard.

Tipi di archiviazione temporanea in GKE

In generale, puoi utilizzare la capacità di archiviazione del disco di avvio o i dischi permanenti dedicati come archiviazione temporanea nei pod e nei container. La tabella seguente descrive le differenze:

Tipo di archiviazione Come utilizzarlo Descrizione
Disco di avvio - Dischi permanenti

Monta un volume utilizzando emptyDir nella specifica del pod e richiedi la capacità di cui hai bisogno.

Per le istruzioni, consulta la pagina Creazione di volumi.

L'archiviazione temporanea richiesta viene recuperata da una parte riservata del disco di avvio del nodo. Questa è l'impostazione predefinita sia per i cluster Autopilot che per quelli Standard.

Da utilizzare quando i pod hanno richieste di archiviazione temporanea di piccole dimensioni o quando vuoi condividere i dati temporanei tra più container nel pod.

Pilota automatico

  • La richiesta deve essere compresa tra 10 MiB e 10 GiB.
  • Il tipo di hardware di archiviazione è preconfigurato.

Standard

Nessun limite di dimensione, ma richiede un'attenta pianificazione delle dimensioni del disco di avvio del nodo e del tipo di hardware di archiviazione.

Per maggiori dettagli su come GKE calcola la prenotazione dell'archiviazione temporanea nel disco di avvio del nodo, consulta Prenotazione dell'archiviazione temporanea locale.
Dischi SSD locali
  1. Crea un pool di nodi con dischi SSD locali collegati e una serie di macchine compatibile.
  2. Monta un volume utilizzando emptyDir con la capacità richiesta.
  3. Utilizza un nodeSelector per posizionare i pod sui nodi con dischi SSD locali collegati.

Per le istruzioni, consulta Eseguire il provisioning dell'archiviazione temporanea con SSD locali.

 I dischi SSD locali utilizzano incrementi fissi di 375 GB supportati nei cluster GKE in modalità Standard e nei nodi Autopilot che eseguono GPU A100 (80 GB).

Da utilizzare quando hai bisogno di archiviazione temporanea con velocità effettiva elevata.

Per maggiori dettagli, consulta Informazioni sulle unità SSD locali per GKE.
Dischi permanenti dedicati
  1. Facoltativamente, crea un oggetto StorageClass Kubernetes per l'hardware.
  2. Monta un volume utilizzando il tipo di volume ephemeral nella specifica del pod.

Questo documento fornisce istruzioni per richiedere questo tipo di archiviazione temporanea.

Google Cloud esegue in modo dinamico il provisioning dell'hardware esterno richiesto, lo collega ai nodi e monta il volume richiesto nel pod.

Da utilizzare quando i pod hanno richieste di archiviazione temporanea di grandi dimensioni o quando vuoi controllare il tipo di Persistent Disk sottostante. Questi volumi hanno le seguenti proprietà:

  • Fino a 64 TiB in modalità Autopilot e Standard
  • Sono supportati hardware specializzati come volumi supportati da SSD.
  • Network Attached Storage.
  • Utilizza i volumi Kubernetes per ottenere spazio di archiviazione, anziché utilizzare emptyDir per condividere il disco di avvio del nodo.

Per maggiori dettagli su questo tipo di volume temporaneo, consulta Volumi temporanei generici.

Prezzi

Lo spazio di archiviazione di cui esegui il provisioning tramite volumi temporanei generici come descritto in questa guida viene fatturato in base ai prezzi dei dischi di Compute Engine.

Prima di iniziare

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

  • Abilita l'API Google Kubernetes Engine.
    • Abilita l'API Google Kubernetes Engine
  • Se vuoi utilizzare Google Cloud CLI per questa attività, installa e quindi initialize gcloud CLI. Se hai già installato gcloud CLI, ottieni la versione più recente eseguendo gcloud components update.
  • Assicurati di avere un cluster GKE Autopilot o Standard che esegue la versione 1.23 o successive.
  • Assicurati di disporre di una quota sufficiente nel tuo progetto Google Cloud per l'hardware di archiviazione. Per gestire la tua quota, consulta Visualizzare le quote per il tuo progetto.

Creazione di un oggetto StorageClass

La creazione di un oggetto StorageClass personalizzato per Kubernetes ti consente di specificare il tipo di spazio di archiviazione di cui eseguire il provisioning in base ai tuoi requisiti di prezzo e prestazioni. Questo passaggio è facoltativo, ma consigliato. Se vuoi usare l'oggetto StorageClass predefinito di GKE, che ha il tipo di Persistent Disk pd-balanced, salta questo passaggio.

  1. Salva il seguente manifest come ephemeral-pd-class.yaml:

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

    Sostituisci STORAGE_TYPE con il nome del tipo di Persistent Disk che preferisci, ad esempio pd-ssd. Per un elenco dei tipi supportati, consulta Tipi di dischi permanenti nella documentazione di Compute Engine.

  2. Crea l'oggetto StorageClass:

    kubectl create -f ephemeral-pd-class.yaml

Richiedere capacità di archiviazione temporanea in un pod

Per eseguire il provisioning, collegare e utilizzare l'hardware esterno come archiviazione temporanea, aggiungi il volume corrispondente al manifest del pod e aggiungi un montaggio del volume alla specifica del container.

  1. Salva il seguente manifest come ephemeral-ssd-deployment.yaml:

    apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: ephemeral-deployment
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      storage: ephemeral
  template:
    metadata:
      labels:
        storage: ephemeral
    spec:
      containers:
      - name: ephemeral-container
        image: nginx
        resources:
          requests:
            cpu: 500m
            memory: 2Gi
            ephemeral-storage: 2Gi
        volumeMounts:
        - mountPath: "/short-term"
          name: ephemeral-volume
      volumes:
      - name: ephemeral-volume
        ephemeral:
          volumeClaimTemplate:
            metadata:
              labels:
                type: ephemeral
            spec:
              accessModes: ["ReadWriteOnce"]
              storageClassName: "ephemeral-ssd"
              resources:
                requests:
                  storage: 1Ti

    Questo manifest crea un nuovo oggetto PersistentVolumeClaim di Kubernetes che richiede un nuovo PersistentVolume denominato ephemeral-volume con le seguenti proprietà:

    • spec.volumes.ephemeral: il tipo di volume ephemeral.
    • .spec.accessModes: la modalità di accesso al volume, che determina l'accesso in lettura/scrittura dai pod e la condivisione del volume tra i nodi. Questo esempio utilizza ReadWriteOnce, che monta il PersistentVolume su un singolo nodo per l'accesso da parte di uno o più pod sul nodo. Per maggiori dettagli, vedi Modalità di accesso.
    • .spec.storageClassName: facoltativamente, il nome dell'oggetto StorageClass che hai creato. Se ometti questo campo, GKE utilizza il valore predefinito StorageClass ed esegue il provisioning di un Persistent Disk pd-balanced.
    • .spec.resources.requests.storage: la capacità di archiviazione che vuoi.

  2. Crea il deployment:

    kubectl create -f ephemeral-ssd-deployment.yaml

GKE esegue il provisioning di un disco Compute Engine che soddisfa i requisiti di PersistentVolumeClaim e collega il disco al nodo. GKE monta il volume nel pod e fornisce la capacità richiesta al container.

Verifica che GKE abbia montato un volume temporaneo

  1. Crea una sessione di shell nel pod:

    kubectl exec -it deploy/ephemeral-deployment -- bash

  2. Controlla i volumi montati:

    df -h

    L'output è simile al seguente:

    Filesystem                Size      Used Available Use% Mounted on
...
/dev/sdb               1006.9G     28.0K   1006.8G   0% /short-term
/dev/sda1                94.3G      3.6G     90.6G   4% /etc/hosts
/dev/sda1                94.3G      3.6G     90.6G   4% /dev/termination-log
/dev/sda1                94.3G      3.6G     90.6G   4% /etc/hostname
/dev/sda1                94.3G      3.6G     90.6G   4% /etc/resolv.conf
...

  3. Esci dalla sessione di shell:

    exit

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