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 la gestione del driver CSI (Container Storage Interface) del disco permanente di Compute Engine nei tuoi cluster. Il driver CSI del disco permanente di Compute Engine è sempre abilitato nei cluster Autopilot e non può essere disabilitato o modificato. Nei cluster Standard, devi abilitare il driver CSI del disco permanente di Compute Engine.

La versione del driver CSI del disco permanente di Compute Engine è collegata ai numeri di versione di GKE. La versione del driver CSI del disco permanente di Compute Engine è in genere il driver più recente disponibile al momento del rilascio della versione di GKE. I driver vengono aggiornati automaticamente quando viene eseguito l'upgrade del cluster alla patch GKE più recente.

Nota: poiché il driver CSI del disco permanente di Compute Engine e alcuni degli altri componenti CSI associati vengono distribuiti come container separati, comportano l'utilizzo di risorse (CPU VM, memoria e disco di avvio) sui nodi Kubernetes. In genere, l'utilizzo della CPU delle VM è di decine di millicore, mentre 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 doverlo configurare manualmente.
• Puoi utilizzare chiavi di crittografia gestite dal cliente (CMEK). Queste chiavi vengono utilizzate per criptare le chiavi di crittografia dei dati. Per saperne di più su CMEK su GKE, consulta Utilizzare CMEK.
• Puoi utilizzare gli snapshot di volume con il driver CSI del disco permanente di Compute Engine. Gli snapshot del volume consentono di creare una copia del volume in un momento specifico. Puoi utilizzare questa copia per ripristinare lo stato precedente di un volume o per eseguirne il provisioning.
• Puoi utilizzare la clonazione di 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 consente di creare un duplicato del volume in un determinato momento, di cui viene eseguito il provisioning con tutti i dati del volume di origine.
• Le correzioni di bug e gli aggiornamenti delle funzionalità vengono implementati indipendentemente dalle release secondarie di Kubernetes. Questa pianificazione delle release prevede in genere una frequenza di rilascio più rapida.

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 initialize gcloud CLI. Se hai già installato gcloud CLI, scarica la versione più recente eseguendo gcloud components update.
  Nota: per le installazioni esistenti dell'interfaccia a riga di comando gcloud, assicurati di impostare le proprietà compute/region e compute/zone. Impostando le località predefinite, puoi evitare errori nellgcloud CLI come segue: One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location.

Requisiti

Per utilizzare il driver CSI del disco permanente di Compute Engine, i tuoi 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. Viene invece eseguita la migrazione dei volumi esistenti che utilizzano il provider gce-pd per comunicare tramite driver CSI. Non sono necessarie modifiche a StorageClass. Il provider gce-pd continua a non supportare funzionalità come CMEK o snapshot di volumi. Per abilitare 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 successiva.
• Cluster Windows: GKE versione 1.20.8-gke.900 o successiva.

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

Abilitazione del driver CSI del disco permanente di Compute Engine su un nuovo cluster

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

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

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

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

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

Per abilitare il driver durante la 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. Devi selezionare una versione 1.14 o successiva per utilizzare questa funzionalità.

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 il driver CSI per il disco permanente di Compute Engine.

7. Fai clic su Crea.

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

Abilitazione del driver CSI del disco permanente di Compute Engine su un cluster esistente

Per abilitare il driver CSI del disco permanente di Compute Engine nei cluster Standard esistenti, utilizza Google Cloud CLI o la console Google Cloud.

Per abilitare il driver su 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 disco permanente di Compute Engine, fai clic su Modifica driver CSI di Compute Engine.

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

5. Fai clic su Salva modifiche.

Disabilitazione del driver CSI del disco permanente di Compute Engine

Puoi disabilitare il driver CSI del 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 attualmente utilizzano oggetti PersistentVolume di proprietà del driver non verranno terminati. Non si avviano neanche i nuovi pod che tentano di usare questi PersistentVolume.

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

Avviso: esiste un problema noto in GKE 1.21 e versioni precedenti se utilizzi il driver CSI del disco permanente in-tree e vuoi eliminare il disco permanente. Un disco regionale di Compute Engine può subire perdite quando la risorsa PersistentVolume correlata viene eliminata. Questo problema può essere rilevato quando la chiamata API per l'eliminazione del disco a livello di regione ha esito negativo e restituisce un codice di errore diverso da NotFound. Per maggiori informazioni, consulta questo problema di GitHub.

Per disabilitare il driver su 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 disco permanente di Compute Engine, fai clic su Modifica driver CSI di Compute Engine.

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

5. Fai clic su Salva modifiche.

Utilizzo del driver CSI del disco permanente di Compute Engine per i cluster Linux

Le seguenti sezioni descrivono il processo tipico per l'utilizzo di un volume Kubernetes con supporto da un driver CSI in GKE. Queste sezioni sono specifiche per i cluster che utilizzano Linux.

Creazione di un oggetto StorageClass

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

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

Per i cluster Autopilot, il valore predefinito di StorageClass è standard-rwo, che utilizza il driver CSI del disco permanente di Compute Engine. Per i cluster standard, StorageClass predefinito utilizza il plug-in di volume gcePersistentDisk integrato di Kubernetes.

Puoi trovare il nome delle classi di archiviazione installate eseguendo questo comando:

kubectl get sc

Puoi anche installare un oggetto StorageClass diverso che utilizza il driver CSI del disco permanente di Compute Engine aggiungendo pd.csi.storage.gke.io nel campo del provisioner.

Ad esempio, potresti creare un oggetto 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

Puoi specificare i seguenti tipi di dischi permanenti nel parametro type:

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

Se utilizzi pd-standard o pd-extreme, consulta Tipi di macchina non supportati per ulteriori limitazioni all'utilizzo.

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 al momento della creazione del 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 questo comando:

kubectl create -f pd-example-class.yaml

Crea un PersistentVolumeClaim

Puoi creare un oggetto PersistentVolumeClaim che fa riferimento a StorageClass del driver CSI del 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 di PersistentVolumeClaim, esegui questo comando:

kubectl create -f pvc-example.yaml

Nell'oggetto StorageClass (standard-rwo) preinstallato, volumeBindingMode è impostato su WaitForFirstConsumer. Se il criterio volumeBindingMode viene impostato su WaitForFirstConsumer, non viene eseguito il provisioning dell'oggetto PersistentVolume fino a quando non viene pianificato un pod che fa riferimento all'oggetto PersistentVolumeClaim. Se volumeBindingMode in StorageClass è impostato su Immediate (o se viene omesso), viene eseguito il provisioning di un PersistentVolume supportato da disco permanente dopo la creazione dell'oggetto PersistentVolumeClaim.

crea un pod che consuma il volume

Quando usi pod con oggetti PersistentVolume, ti consigliamo di usare un controller dei carichi di lavoro (come Deployment o StatefulSet). Anche se in genere non utilizzerai 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 del disco permanente di Compute Engine per i cluster Windows

Le seguenti sezioni descrivono il processo tipico per l'utilizzo di un volume Kubernetes con supporto 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 del nodo sono 1.18.12-gke.1203, 1.19.6-gke.800 o successive.

Creazione di un oggetto StorageClass

La creazione di un oggetto StorageClass per Windows è molto simile a quella di Linux. Tieni presente che l'oggetto StorageClass installato per impostazione predefinita non funziona per Windows perché il tipo di file system è diverso. Il driver CSI per Windows del disco permanente di Compute Engine richiede NTFS come tipo di file system.

Ad esempio, potresti creare un oggetto 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 un oggetto StorageClass per Windows, ora puoi creare un PersistentVolumeClaim che fa riferimento a questo oggetto StorageClass:

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: podpvc-windows
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  storageClassName: pd-sc-windows
  resources:
    requests:
      storage: 6Gi

crea un pod che consuma 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 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 sia supportato dalla tua immagine del nodo. Consulta Supporto dei driver di archiviazione per un elenco dei driver supportati per immagine del nodo.

L'esempio seguente mostra come utilizzare xfs come tipo di file system predefinito anziché ext4 con il driver CSI del disco permanente di Compute Engine.

Creazione di un oggetto StorageClass

1. Salva il manifest seguente 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 consuma 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 shell nel pod:

   kubectl exec -it pd-xfs-pod -- /bin/bash
   

2. Cerca xfs partizioni:

   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 del disco permanente di Compute Engine

Puoi utilizzare Cloud Logging per visualizzare gli eventi correlati al driver CSI del disco permanente di Compute Engine. I log possono aiutarti a risolvere i problemi.

Per ulteriori informazioni su Cloud Logging, consulta Visualizzazione dei log GKE.

Per visualizzare i log del driver CSI del disco permanente di Compute Engine, completa i seguenti passaggi:

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 di Compute Engine del cluster.
   • CLUSTER_NAME: il nome del tuo cluster.

Problemi noti

Tipi di macchina non supportati

Se utilizzi la famiglia di macchine della serie C3, il tipo di disco permanente pd-standard non è supportato.

Se tenti di eseguire un pod su una macchina e il pod utilizza un tipo di disco permanente non supportato, apparirà un messaggio di avviso come il seguente emesso sul 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 cluster ha più pool di nodi con famiglie di macchine diverse, puoi utilizzare le incompatibilità dei nodi e l'affinità dei nodi per limitare l'ambito di pianificazione dei carichi di lavoro. Ad esempio, puoi utilizzare questo approccio per limitare l'esecuzione di un carico di lavoro che utilizza pd-standard 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 di macchina adatta. Per saperne di più, consulta Supporto della forma delle macchine.

Passaggi successivi

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