Persistent Disk-Speicher mit Volume-Snapshots sichern

Autopilot Standard

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Auf dieser Seite erfahren Sie, wie Sie nichtflüchtigen Speicher mit Volume-Snapshots sichern und wiederherstellen.

Eine Einführung finden Sie unter Kubernetes-Volume-Snapshots.

Voraussetzungen

Zur Verwendung von Volume-Snapshots in GKE müssen Sie die folgenden Anforderungen erfüllen:

• Verwenden Sie einen CSI-Treiber, der Snapshots unterstützt. Der integrierte Treiber für nichtflüchtige Speicher unterstützt keine Snapshots. Zum Erstellen und Verwalten von Snapshots müssen Sie denselben CSI-Treiber wie den zugrunde liegenden PersistentVolumeClaim (PVC) verwenden.

  • Verwenden Sie für Snapshots von nichtflüchtigen Speichern (Persistent Disk, PD) den CSI-Treiber für nichtflüchtigen Speicher der Compute Engine. Der CSI-Treiber für nichtflüchtigen Speicher der Compute Engine wird standardmäßig auf neuen Linux-Clustern installiert, auf denen GKE Version 1.18.10-gke.2100 oder höher oder Version 1.19.3-gke.2100 oder höher ausgeführt wird. Sie können auch den CSI-Treiber für nichtflüchtigen Speicher der Compute Engine auf einem vorhandenen Cluster aktivieren.

  • Eine Liste aller CSI-Treiber, die Snapshots unterstützen, finden Sie in der Kubernetes-Dokumentation in der Spalte Weitere Funktionen unter Treiber.

• Verwenden Sie die Version 1.17 oder höher der Steuerungsebene. Zur Verwendung des CSI-Treibers für nichtflüchtigen Speicher der Compute Engine in einem VolumeSnapshot verwenden Sie die GKE-Versionen 1.17.6-gke.4 oder höher.

• Sie benötigen einen vorhandenen PersistentVolumeClaim, der für einen Snapshot verwendet werden kann. Der PersistentVolume, den Sie für eine Snapshot-Quelle verwenden, muss von einem CSI-Treiber verwaltet werden. Prüfen Sie, ob Sie einen CSI-Treiber verwenden. Bestätigen Sie dazu, dass die PersistentVolume-Spezifikation den Abschnitt csi mit driver: pd.csi.storage.gke.io oder filestore.csi.storage.gke.io enthält. Wenn das PersistentVolume vom CSI-Treiber dynamisch bereitgestellt wird, wie in den folgenden Abschnitten beschrieben, wird es vom CSI-Treiber verwaltet.

Beschränkungen

Alle Einschränkungen zum Erstellen eines Laufwerk-Snapshots in Compute Engine gelten auch für GKE.

Best Practices

Befolgen Sie die Best Practices für Compute Engine-Laufwerk-Snapshots, wenn Sie Volume-Snapshots von nichtflüchtigem Speicher in GKE verwenden.

Hinweise

Führen Sie die folgenden Schritte durch, bevor Sie beginnen:

• Aktivieren Sie die Google Kubernetes Engine API.
Google Kubernetes Engine API aktivieren
• Wenn Sie die Google Cloud CLI für diese Aufgabe verwenden möchten, müssen Sie die gcloud CLI installieren und dann initialisieren. Wenn Sie die gcloud CLI bereits installiert haben, rufen Sie die neueste Version mit gcloud components update ab.
  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.

Volume-Snapshot erstellen und verwenden

Die Beispiele in diesem Dokument beschreiben die Ausführung der folgenden Aufgaben:

1. Eine PersistentVolumeClaim und ein Deployment erstellen.
2. Dem PersistentVolume eine Datei hinzufügen, die vom Deployment verwendet wird.
3. Ein VolumeSnapshotClass erstellen, um den Snapshot zu konfigurieren
4. Einen Volume-Snapshot vom PersistentVolume erstellen
5. Die Testdatei löschen
6. Stellen Sie PersistentVolume auf den von Ihnen erstellten Snapshot wieder her.
7. Prüfen, ob die Wiederherstellung funktioniert hat

So verwenden Sie einen Volume-Snapshot:

1. Erstellen Sie ein VolumeSnapshotClass-Objekt, um die CSI-Treiber- und Löschrichtlinie für Ihren Snapshot anzugeben.
2. Erstellen Sie ein VolumeSnapshot-Objekt, um einen Snapshot eines vorhandenen PersistentVolumeClaim anzufragen.
3. Verweisen Sie auf den VolumeSnapshot in einer PersistentVolumeClaim, um ein Volume anhand dieses Snapshots wiederherzustellen, oder erstellen Sie ein neues Volume mithilfe dieses Snapshots.

PersistentVolumeClaim und Deployment erstellen

1. Speichern Sie zum Erstellen des PersistentVolumeClaim-Objekts das folgende Manifest als my-pvc.yaml:

   Persistent Disk

    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolumeClaim
    metadata:
      name: my-pvc
    spec:
      storageClassName: standard-rwo
      accessModes:
      - ReadWriteOnce
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi
   

   In diesem Beispiel wird die Speicherklasse standard-rwo verwendet, die standardmäßig mit dem CSI-Treiber für den nichtflüchtigen Speicher der Compute Engine installiert ist. Weitere Informationen finden Sie unter CSI-Treiber für nichtflüchtigen Speicher der Compute Engine verwenden.

   Für spec.storageClassName können Sie jede Speicherklasse angeben, die einen unterstützten CSI-Treiber verwendet.

2. Wenden Sie das Manifest an:

   kubectl apply -f my-pvc.yaml
   

3. Speichern Sie zum Erstellen eines Deployment das folgende Manifest als my-deployment.yaml:

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     name: hello-app
   spec:
     selector:
       matchLabels:
         app: hello-app
     template:
       metadata:
         labels:
           app: hello-app
       spec:
         containers:
         - name: hello-app
           image: google/cloud-sdk:slim
           args: [ "sleep", "3600" ]
           volumeMounts:
           - name: sdk-volume
             mountPath: /usr/share/hello/
         volumes:
         - name: sdk-volume
           persistentVolumeClaim:
             claimName: my-pvc
   

4. Wenden Sie das Manifest an:

   kubectl apply -f my-deployment.yaml
   

5. Prüfen Sie den Status des Deployment:

   kubectl get deployment hello-app
   

   Es kann einige Zeit dauern, bis das Deployment bereit ist. Sie können den vorherigen Befehl so lange ausführen, bis eine Ausgabe wie diese angezeigt wird:

   NAME        READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
   hello-app   1/1     1            1           2m55s
   

Testdatei zum Volume hinzufügen

1. Listen Sie die Pods im Deployment auf:

   kubectl get pods -l app=hello-app
   

   Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

   NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   hello-app-6d7b457c7d-vl4jr   1/1     Running   0          2m56s
   

2. Erstellen Sie in einem Pod eine Testdatei:

   kubectl exec POD_NAME \
       -- sh -c 'echo "Hello World!" > /usr/share/hello/hello.txt'
   

   Ersetzen Sie POD_NAME durch den Namen des Pod.

3. Prüfen Sie, ob die Datei vorhanden ist:

   kubectl exec POD_NAME \
       -- sh -c 'cat /usr/share/hello/hello.txt'
   

   Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

   Hello World!
   

Erstellen Sie ein VolumeSnapshotClass-Objekt

Erstellen Sie ein VolumeSnapshotClass-Objekt, um den CSI-Treiber und die deletionPolicy für Ihren Volume-Snapshot anzugeben. Sie können auf VolumeSnapshotClass-Objekte verweisen, wenn Sie VolumeSnapshot-Objekte erstellen.

1. Speichern Sie das folgende Manifest als volumesnapshotclass.yaml.

   Persistent Disk

   Verwenden Sie die API-Version v1 für Cluster mit Version 1.21 oder höher.

   apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
   kind: VolumeSnapshotClass
   metadata:
     name: my-snapshotclass
   driver: pd.csi.storage.gke.io
   deletionPolicy: Delete
   

   In diesem Fall gilt Folgendes:

   • Das Feld driver wird vom CSI-Treiber zum Bereitstellen des Snapshots verwendet. In diesem Beispiel verwendet pd.csi.storage.gke.io den CSI-Treiber für nichtflüchtigen Speicher der Compute Engine.

   • Das Feld deletionPolicy teilt GKE mit, was mit dem VolumeSnapshotContent-Objekt und dem zugrunde liegenden Snapshot geschieht, wenn das gebundene VolumeSnapshot-Objekt gelöscht wird. Geben Sie Delete an, um das VolumeSnapshotContent-Objekt und den zugrunde liegenden Snapshot zu löschen. Geben Sie Retain an, wenn Sie VolumeSnapshotContent und den zugrunde liegenden Snapshot beibehalten möchten.

     Wenn Sie einen benutzerdefinierten Speicherort verwenden möchten, fügen Sie der Snapshot-Klasse den Parameter storage-locations hinzu. Zur Verwendung dieses Parameters muss die Version 1.21 oder höher auf Ihren Clustern ausgeführt werden.

     apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
     kind: VolumeSnapshotClass
     metadata:
       name: my-snapshotclass
     parameters:
       storage-locations: us-east2
     driver: pd.csi.storage.gke.io
     deletionPolicy: Delete
     

   • Fügen Sie dem Feld parameters Folgendes hinzu, um ein Laufwerk-Image zu erstellen:

     parameters:
       snapshot-type: images
       image-family: IMAGE_FAMILY
     

     Ersetzen Sie IMAGE_FAMILY durch den Namen Ihrer bevorzugten Image-Familie, z. B. preloaded-data.

2. Wenden Sie das Manifest an:

   kubectl apply -f volumesnapshotclass.yaml
   

VolumeSnapshot erstellen

Ein VolumeSnapshot-Objekt ist eine Anfrage für einen Snapshot eines vorhandenen PersistentVolumeClaim-Objekts. Wenn Sie ein VolumeSnapshot-Objekt erstellen, erstellt GKE automatisch ein VolumeSnapshotContent-Objekt, das wie ein PersistentVolume-Objekt eine Ressource in Ihrem Cluster ist, und bindet es an dieses.

1. Speichern Sie das folgende Manifest als volumesnapshot.yaml.

   apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
   kind: VolumeSnapshot
   metadata:
     name: my-snapshot
   spec:
     volumeSnapshotClassName: my-snapshotclass
     source:
       persistentVolumeClaimName: my-pvc
   

2. Wenden Sie das Manifest an:

   kubectl apply -f volumesnapshot.yaml
   

   Nachdem Sie einen Volume erstellt haben, erstellt GKE ein entsprechendes VolumeSnapshotContent-Objekt im Cluster. Dieses Objekt speichert den Snapshot und die Bindungen von VolumeSnapshot-Objekten. Sie interagieren nicht direkt mit VolumeSnapshotContents-Objekten.

3. Prüfen Sie, ob GKE das VolumeSnapshotContents-Objekt erstellt hat:

   kubectl get volumesnapshotcontents
   

   Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

   NAME                                               AGE
   snapcontent-cee5fb1f-5427-11ea-a53c-42010a1000da   55s
   

Nachdem der Inhalt des Volume-Snapshots erstellt wurde, erstellt der CSI-Treiber, den Sie in VolumeSnapshotClass angegeben haben, einen Snapshot im entsprechenden Speichersystem. Nachdem GKE einen Snapshot im Speichersystem erstellt und mit einem VolumeSnapshot-Objekt im Cluster verknüpft hat, kann der Snapshot verwendet werden. Sie können den Status prüfen, indem Sie den folgenden Befehl ausführen:

kubectl get volumesnapshot \
  -o custom-columns='NAME:.metadata.name,READY:.status.readyToUse'

Wenn der Snapshot einsatzbereit ist, sieht die Ausgabe in etwa so aus:

NAME               READY
my-snapshot        true

Die Testdatei löschen

1. Löschen Sie die erstellte Testdatei:

   kubectl exec POD_NAME \
       -- sh -c 'rm /usr/share/hello/hello.txt'
   

2. Prüfen Sie, ob die Datei nicht mehr existiert:

   kubectl exec POD_NAME \
       -- sh -c 'cat /usr/share/hello/hello.txt'
   

   Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

   cat: /usr/share/hello/hello.txt: No such file or directory
   

Volume-Snapshot wiederherstellen

Sie können auf einen VolumeSnapshot in einem PersistentVolumeClaim verweisen, um ein neues Volume mit Daten aus einem vorhandenen Volume bereitzustellen oder ein Volume in einem Zustand wiederherzustellen, den Sie im Snapshot erfasst haben.

Um auf einen VolumeSnapshot in einem PersistentVolumeClaim zu verweisen, fügen Sie das Feld dataSource zu Ihrem PersistentVolumeClaim hinzu. Derselbe Prozess wird verwendet, unabhängig davon, ob sich VolumeSnapshotContents auf ein Laufwerk-Image oder einen Snapshot bezieht.

In diesem Beispiel verweisen Sie auf den VolumeSnapshot, den Sie in einer neuen PersistentVolumeClaim erstellt haben, und aktualisieren das Deployment zur Verwendung der neuen Anforderung.

1. Prüfen Sie, ob Sie einen Laufwerk- oder Image-Snapshot verwenden. Dieser unterscheidet sich so:

   • Laufwerk-Snapshots: Erstellen Sie häufig Snapshots und stellen Sie diese selten wieder her.
   • Image-Snapshots: Erstellen Sie selten Snapshots und stellen Sie diese häufig wieder her. Auch das Erstellen von Image-Snapshots kann langsamer sein als Laufwerk-Snapshots.

   Weitere Informationen finden Sie unter Limits für die Snapshot-Häufigkeit. Wenn Sie Ihren Snapshot-Typ kennen, können Sie Probleme beheben.

   Prüfen Sie VolumeSnapshot:

   kubectl describe volumesnapshot SNAPSHOT_NAME
   

   Das Feld volumeSnapshotClassName gibt die Snapshot-Klasse an.

   kubectl describe volumesnapshotclass SNAPSHOT_CLASS_NAME
   

   Der Parameter snapshot-type gibt snapshots oder images an. Wenn keine Angabe gemacht wird, lautet der Standardwert snapshots.

   Wenn keine Snapshot-Klasse vorhanden ist, z. B. wenn der Snapshot statisch erstellt wurde, prüfen Sie VolumeSnapshotContents. sh kubectl describe volumesnapshotcontents SNAPSHOT_CONTENTS_NAME Das Format eines Snapshot-Handles in der Ausgabe zeigt den Typ des Snapshots so an: * projects/PROJECT_NAME/global/snapshots/SNAPSHOT_NAME: Laufwerk-Snapshot

   • projects/PROJECT_NAME/global/images/IMAGE_NAME: Image-Snapshot

1. Speichern Sie das folgende Manifest als pvc-restore.yaml:

   Persistent Disk

   apiVersion: v1
   kind: PersistentVolumeClaim
   metadata:
     name: pvc-restore
   spec:
     dataSource:
       name: my-snapshot
       kind: VolumeSnapshot
       apiGroup: snapshot.storage.k8s.io
     storageClassName: standard-rwo
     accessModes:
       - ReadWriteOnce
     resources:
       requests:
         storage: 1Gi
   

   Hinweis: Der Namespace von PersistentVolumeClaim muss mit dem Namespace von VolumeSnapshot übereinstimmen.

2. Wenden Sie das Manifest an:

   kubectl apply -f pvc-restore.yaml
   

3. Aktualisieren Sie die Datei my-deployment.yaml, um die neue PersistentVolumeClaim zu verwenden:

   ...
   volumes:
   - name: my-volume
     persistentVolumeClaim:
       claimName: pvc-restore
   

4. Wenden Sie das aktualisierte Manifest an:

   kubectl apply -f my-deployment.yaml
   

Auf erfolgreiche Wiederherstellung des Snapshots prüfen

1. Rufen Sie den Namen des neuen Pod ab, den GKE für das aktualisierte Deployment erstellt:

    kubectl get pods -l app=hello-app
   

Prüfen Sie, ob die Testdatei vorhanden ist:

   kubectl exec NEW_POD_NAME \
       -- sh -c 'cat /usr/share/hello/hello.txt'

Ersetzen Sie NEW_POD_NAME durch den Namen des neuen Pod, der von GKE erstellt wurde.

Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

   Hello World!

Vorhandenen Snapshot importieren

Sie können einen vorhandenen Volume-Snapshot verwenden, der außerhalb des aktuellen Clusters erstellt wurde, um das VolumeSnapshotContents-Objekt manuell bereitzustellen. Sie können beispielsweise ein Volume in GKE mit einem Snapshot einer anderen Google Cloud-Ressource füllen, die in einem anderen Cluster erstellt wurde.

1. Suchen Sie den Namen Ihres Snapshots.

   Google Cloud Console

   Rufen Sie https://console.cloud.google.com/compute/snapshots auf.

   Google Cloud CLI

   Führen Sie dazu diesen Befehl aus:

   gcloud compute snapshots list
   

   Die Ausgabe sieht in etwa so aus:

   NAME                                           DISK_SIZE_GB  SRC_DISK                                                     STATUS
   snapshot-5e6af474-cbcc-49ed-b53f-32262959a0a0  1             us-central1-b/disks/pvc-69f80fca-bb06-4519-9e7d-b26f45c1f4aa READY
   

2. Speichern Sie das folgende VolumeSnapshot-Manifest als restored-snapshot.yaml.

   apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
   kind: VolumeSnapshot
   metadata:
     name: restored-snapshot
   spec:
     volumeSnapshotClassName: my-snapshotclass
     source:
       volumeSnapshotContentName: restored-snapshot-content
   

3. Wenden Sie das Manifest an:

   kubectl apply -f restored-snapshot.yaml
   

4. Speichern Sie das folgende VolumeSnapshotContent-Manifest als restored-snapshot-content.yaml. Ersetzen Sie das Feld snapshotHandle durch Ihre Projekt-ID und den Snapshot-Namen. Sowohl volumeSnapshotRef.name als auch volumeSnapshotRef.namespace müssen auf den zuvor erstellten VolumeSnapshot verweisen, damit die bidirektionale Bindung gültig ist.

   apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
   kind: VolumeSnapshotContent
   metadata:
     name: restored-snapshot-content
   spec:
     deletionPolicy: Retain
     driver: pd.csi.storage.gke.io
     source:
       snapshotHandle: projects/PROJECT_ID/global/snapshots/SNAPSHOT_NAME
     volumeSnapshotRef:
       kind: VolumeSnapshot
       name: restored-snapshot
       namespace: default
   

5. Wenden Sie das Manifest an:

   kubectl apply -f restored-snapshot-content.yaml
   

6. Speichern Sie das folgende PersistentVolumeClaim-Manifest als restored-pvc.yaml. Der Kubernetes-Speichercontroller sucht nach einem VolumeSnapshot mit dem Namen restored-snapshot und versucht dann, ein PersistentVolume als Datenquelle zu finden oder dynamisch zu erstellen. Sie können diesen PVC dann in einem Pod verwenden, um auf die wiederhergestellten Daten zuzugreifen.

   apiVersion: v1
   kind: PersistentVolumeClaim
   metadata:
     name: restored-pvc
   spec:
     dataSource:
       name: restored-snapshot
       kind: VolumeSnapshot
       apiGroup: snapshot.storage.k8s.io
     storageClassName: standard-rwo
     accessModes:
       - ReadWriteOnce
     resources:
       requests:
         storage: 1Gi
   

7. Wenden Sie das Manifest an:

   kubectl apply -f restored-pvc.yaml
   

8. Speichern Sie das folgende Pod-Manifest als restored-pod.yaml und verweisen Sie dabei auf den PersistentVolumeClaim. Der CSI-Treiber stellt ein PersistentVolume bereit und füllt es aus dem Snapshot aus.

   apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: restored-pod
   spec:
     containers:
     - name: busybox
       image: busybox
       args:
       - sleep
       - "3600"
       volumeMounts:
       - name: source-data
         mountPath: /demo/data
     volumes:
     - name: source-data
       persistentVolumeClaim:
         claimName: restored-pvc
         readOnly: false
   

9. Wenden Sie das Manifest an:

   kubectl apply -f restored-pod.yaml
   

10. Prüfen Sie, ob die Datei wiederhergestellt wurde:

    kubectl exec restored-pod -- sh -c 'cat /demo/data/hello.txt'
    

Bereinigen

Mit den folgenden Schritten vermeiden Sie, dass Ihrem Google Cloud-Konto die in dieser Anleitung verwendeten Ressourcen in Rechnung gestellt werden:

1. Löschen Sie das VolumeSnapshot:

   kubectl delete volumesnapshot my-snapshot
   

   Hinweis: Wenn die VolumeSnapshotClass eines Volume-Snapshots deletionPolicy:Delete hat, werden auch der entsprechende VolumeSnapshotContent und der physische Snapshot im Speichersystem gelöscht. Wenn deletionPolicy:Retain vorhanden ist, behält GKE den zugrunde liegenden Snapshot bei.

2. Löschen Sie das VolumeSnapshotClass:

   kubectl delete volumesnapshotclass my-snapshotclass
   

3. Löschen Sie das Deployment:

   kubectl delete deployments hello-app
   

4. PersistentVolumeClaim-Objekte löschen:

   kubectl delete pvc my-pvc pvc-restore
   

Nächste Schritte

• Dokumentation zum Kubernetes-VolumeSnapshot lesen
• Weitere Informationen zur Volume-Erweiterung
• CSI-Treiber manuell installieren
• Blockspeicher (Persistent Disk) für GKE