Usa instantáneas de volumen

En Google Kubernetes Engine (GKE), puedes usar la función de instantánea de volumen de Kubernetes para volúmenes persistentes en los clústeres de GKE.

Las instantáneas de volumen te permiten crear una copia del volumen en un momento específico. Puedes usar esta copia para hacer que un volumen vuelva a su estado anterior o para aprovisionar un volumen nuevo. Una instantánea de volumen en Kubernetes equivale a realizar una copia de seguridad de los datos en otros sistemas de almacenamiento. Puedes usar instantáneas a fin de proteger tus cargas de trabajo y lograr objetivos de puntos de recuperación fundamentales para tu empresa en tu plan de recuperación ante desastres o si necesitas cumplir con los datos de forma periódica.

GKE admite dos formas de crear instantáneas de volumen:

  • API de instantánea de volumen de la interfaz de almacenamiento de contenedores (CSI): este es un proceso manual que te permite crear y administrar instantáneas de volumen a través del controlador de CSI de disco persistente para Compute Engine o el controlador de CSI de Filestore mediante las primitivas nativas de código abierto de Kubernetes.
  • Copia de seguridad para GKE: este es un servicio completamente administrado que automatiza la creación y la administración de instantáneas de volumen. La copia de seguridad para GKE admite la copia de seguridad de configuración y de volumen para cargas de trabajo con estado con discos persistentes. Para las cargas de trabajo con Filestore, solo se admite la copia de seguridad de configuración. Para la copia de seguridad de datos de Filestore, debes seguir usando la API de instantánea de volumen a través del controlador de CSI de Filestore.

En esta documentación, se explica cómo usar la API de instantánea de volumen con un controlador de CSI de GKE.

A partir de la versión 1.17 o posterior de GKE, puedes aprovisionar y adjuntar instantáneas de volumen con los siguientes componentes:

Requisitos

Para usar instantáneas de volumen en GKE, debes cumplir con los siguientes requisitos:

  • Usa un controlador CSI que admita instantáneas. El controlador de disco persistente en el árbol no admite instantáneas. Para crear y administrar instantáneas, debes usar el mismo controlador de CSI que el PersistentVolumeClaim (PVC) subyacente:

  • Usa las versiones 1.17 o posteriores del plano de control. Para usar el controlador CSI de disco persistente de Compute Engine en una VolumeSnapshot, usa la versión de GKE 1.17.6-gke.4 o posteriores. Para usar el controlador CSI de Filestore en una VolumeSnapshot, usa la versión de GKE 1.21 o posterior.

  • Tienes un PersistentVolumeClaim existente para usar en una instantánea. El PersistentVolume que usas para una fuente de instantáneas debe ser administrado por un controlador CSI. Puedes verificar que usas un controlador CSI si verificas que la especificación de PersistentVolume tenga una sección csi con driver: pd.csi.storage.gke.io o filestore.csi.storage.gke.io. Si el controlador CSI aprovisiona de forma dinámica el PersistentVolume como se describe en las siguientes secciones, entonces lo administra el controlador CSI.

Limitaciones

Todas las restricciones para crear una instantánea de disco en Compute Engine también se aplican a GKE.

Los volúmenes de instantáneas tienen las mismas restricciones de tamaño que los volúmenes regulares. Por ejemplo, las instantáneas de Filestore deben ser mayores o iguales que 1 TiB en tamaño para el nivel HDD básico.

Prácticas recomendadas

Asegúrate de seguir las prácticas recomendadas para las instantáneas de discos de Compute Engine cuando uses instantáneas de volumen de disco persistente en GKE.

Antes de comenzar

Antes de comenzar, asegúrate de haber realizado las siguientes tareas:

  • Habilita la API de Google Kubernetes Engine.
    • Habilitar la API de Google Kubernetes Engine
  • Si deseas usar Google Cloud CLI para esta tarea, instala y, luego, inicializa la CLI de gcloud. Si ya instalaste la CLI de gcloud, ejecuta gcloud components update para obtener la versión más reciente.

Crea y usa una instantánea de volumen

En los ejemplos de este documento, se muestra cómo hacer las siguientes tareas:

  1. Crear un PersistentVolumeClaim y Deployment.
  2. Agregar un archivo al recurso PersistentVolume que usa el Deployment.
  3. Crear un VolumeSnapshotClass para configurar la instantánea.
  4. Crear una instantánea de volumen del PersistentVolume.
  5. Borrar el archivo de prueba.
  6. Restablecer el PersistentVolume en la instantánea que creaste.
  7. Verificar que la restauración funcionó.

Para usar una instantánea de volumen, debes completar los siguientes pasos:

  1. Crea un objeto VolumeSnapshotClass a fin de especificar el controlador CSI y la política de eliminación para tu instantánea.
  2. Crea un objeto VolumeSnapshot para solicitar una instantánea de un PersistentVolumeClaim existente.
  3. Haz referencia a VolumeSnapshot en una PersistentVolumeClaim para restablecer un volumen en esa instantánea o crear un volumen nuevo con la instantánea.

Crea un PersistentVolumeClaim y un Deployment

  1. Para crear el objeto PersistentVolumeClaim, guarda el siguiente manifiesto como my-pvc.yaml:

    Disco persistente

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

    En este ejemplo, se usa la clase de almacenamiento standard-rwo instalada de forma predeterminada con el controlador de CSI de disco persistente para Compute Engine. Para obtener más información, consulta Usa el controlador de CSI de disco persistente para Compute Engine.

    Filestore

     apiVersion: v1
 kind: PersistentVolumeClaim
 metadata:
   name: my-pvc
 spec:
   storageClassName: enterprise-rwx
   accessModes:
   - ReadWriteMany
   resources:
     requests:
       storage: 1Ti

    En este ejemplo, se crea una PVC de nivel empresarial de Filestore. Para obtener más información, consulta Accede a instancias de Filestore con el controlador de CSI de Filestore.

    Para spec.storageClassName, puedes especificar cualquier clase de almacenamiento que use un controlador CSI compatible.

  2. Aplica el manifiesto

    kubectl apply -f my-pvc.yaml

  3. Para crear un Deployment, guarda el siguiente manifiesto como 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. Aplica el manifiesto

    kubectl apply -f my-deployment.yaml

  5. Verifica el estado del Deployment:

    kubectl get deployment hello-app

    Es posible que el Deployment tarde un poco en estar listo. Puedes ejecutar el comando anterior hasta que veas un resultado similar al siguiente:

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

Agrega un archivo de prueba al volumen

  1. Enumera los Pods en el Deployment:

    kubectl get pods -l app=hello-app

    El resultado es similar a este:

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

  2. Crea un archivo de prueba en un pod:

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

    Reemplaza POD_NAME con el nombre del pod.

  3. Verifica que el archivo exista:

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

    El resultado es similar al siguiente:

    Hello World!

Crea un objeto VolumeSnapshotClass

Crea un objeto VolumeSnapshotClass a fin de especificar el controlador CSI y deletionPolicy para la instantánea de volumen. Puedes hacer referencia a objetos VolumeSnapshotClass cuando creas objetos VolumeSnapshot.

  1. Guarda el siguiente manifiesto como volumesnapshotclass.yaml.

    Disco persistente

    Usa la versión de la API v1 para clústeres que ejecutan la versión 1.21 o posterior.

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

    En este ejemplo:

    • El controlador de CSI usa el campo driver para aprovisionar la instantánea. En este ejemplo, pd.csi.storage.gke.io usa el controlador CSI del disco persistente de Compute Engine.

    • El campo deletionPolicy le indica a GKE qué hacer con el objeto VolumeSnapshotContent y la instantánea subyacente cuando se borra el objeto VolumeSnapshot vinculado. Especifica Delete para borrar el objeto VolumeSnapshotContent y la instantánea subyacente. Especifica Retain si deseas conservar VolumeSnapshotContent y la instantánea subyacente.

      Para usar una ubicación de almacenamiento personalizada, agrega un parámetro storage-locations a la clase de instantánea. Para usar este parámetro, tus clústeres deben usar la versión 1.21 o posterior.

      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

    • Para crear una imagen de disco, agrega lo siguiente al campo parameters:

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

      Reemplaza IMAGE_FAMILY por el nombre de tu familia de imágenes preferida, como preloaded-data.

    Filestore

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

    En este ejemplo:

    • El controlador de CSI usa el campo driver para aprovisionar la instantánea. En este ejemplo, filestore.csi.storage.gke.io usa el controlador de CSI de Filestore.
    • El campo deletionPolicy le indica a GKE qué hacer con el objeto VolumeSnapshotContent y la instantánea subyacente cuando se borra el objeto VolumeSnapshot vinculado. Especifica Delete para borrar el objeto VolumeSnapshotContent y la instantánea subyacente. Especifica Retain si deseas conservar VolumeSnapshotContent y la instantánea subyacente.

  2. Aplica el manifiesto

    kubectl apply -f volumesnapshotclass.yaml

Crea una VolumeSnapshot

Un objeto VolumeSnapshot es una solicitud de una instantánea de un objeto PersistentVolumeClaim existente. Cuando creas un objeto VolumeSnapshot, GKE lo crea y lo vincula de forma automática con un objeto VolumeSnapshotContent, que es un recurso en el clúster similar a un objeto PersistentVolume.

  1. Guarda el siguiente manifiesto como volumesnapshot.yaml.

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

  2. Aplica el manifiesto

    kubectl apply -f volumesnapshot.yaml

    Después de crear una instantánea de volumen, GKE crea un objeto VolumeSnapshotContent correspondiente en el clúster. Este objeto almacena la instantánea y las vinculaciones de objetos VolumeSnapshot. No se interactúa directamente con los objetos VolumeSnapshotContents.

  3. Confirma que GKE creó el objeto VolumeSnapshotContents:

    kubectl get volumesnapshotcontents

    El resultado es similar a este:

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

Después de crear el contenido de la instantánea de volumen, el controlador CSI que especificaste en VolumeSnapshotClass crea una instantánea en el sistema de almacenamiento correspondiente. Una vez que GKE crea una instantánea en el sistema de almacenamiento y la vincula a un objeto de VolumeSnapshot del clúster, la instantánea está lista para usarse. Para verificar el estado, ejecuta el siguiente comando:

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

Si la instantánea está lista para usarse, el resultado es similar al siguiente:

NAME               READY
my-snapshot        true

Borra el archivo de prueba

  1. Borra el archivo de prueba que creaste:

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

  2. Verifica que el archivo ya no exista:

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

    El resultado es similar al siguiente:

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

Restablece la instantánea de volumen

Puedes hacer referencia a una VolumeSnapshot en un PersistentVolumeClaim para aprovisionar un volumen nuevo con datos de un volumen existente o restablecer un volumen a un estado que capturaste en la instantánea.

Para hacer referencia a una VolumeSnapshot en un PersistentVolumeClaim, agrega el campo dataSource a tu PersistentVolumeClaim. Se usa el mismo proceso, ya sea que VolumeSnapshotContents haga referencia a una imagen de disco o a una instantánea.

En este ejemplo, debes hacer referencia a la VolumeSnapshot que creaste en un PersistentVolumeClaim nueva y actualizar el Deployment para que use la reclamación nueva.

  1. Verifica si usas un disco o una instantánea de imagen, que difiere de la siguiente manera:

    • Instantáneas de disco: toma instantáneas con frecuencia y restablece con poca frecuencia.
    • Instantáneas de imágenes: Toma instantáneas con poca frecuencia y restablece con frecuencia. Las instantáneas de imágenes también pueden ser más lentas de crear que las instantáneas de disco.

    Para obtener más información, consulta Límites de frecuencia de instantáneas. Conocer el tipo de instantánea te ayudará si necesitas solucionar problemas.

    Inspecciona el VolumeSnapshot:

    kubectl describe volumesnapshot SNAPSHOT_NAME

    El campo volumeSnapshotClassName especifica la clase de instantánea.

    kubectl describe volumesnapshotclass SNAPSHOT_CLASS_NAME

    El parámetro snapshot-type especificará snapshots o images. Si no se proporciona, el valor predeterminado es snapshots.

    Si no hay una clase de instantánea (por ejemplo, si la instantánea se creó de forma estática), inspecciona VolumeSnapshotContents. sh kubectl describe volumesnapshotcontents SNAPSHOT_CONTENTS_NAME El formato del controlador de instantáneas en el resultado te indica el tipo de instantánea, de la siguiente manera: * projects/PROJECT_NAME/global/snapshots/SNAPSHOT_NAME: instantánea de disco

    • projects/PROJECT_NAME/global/images/IMAGE_NAME: Instantánea de imagen

  2. Guarda el siguiente manifiesto como pvc-restore.yaml:

    Disco persistente

    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

    Filestore

    apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  dataSource:
    name: my-snapshot
    kind: VolumeSnapshot
    apiGroup: snapshot.storage.k8s.io
  storageClassName: enterprise-rwx
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Ti

  3. Aplica el manifiesto

    kubectl apply -f pvc-restore.yaml

  4. Actualiza el archivo my-deployment.yaml para usar el PersistentVolumeClaim nuevo:

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

  5. Aplica el manifiesto actualizado:

    kubectl apply -f my-deployment.yaml

Verifica que la instantánea se haya restablecido correctamente

  1. Obtén el nombre del Pod nuevo que GKE crea para la Deployment actualizada:

     kubectl get pods -l app=hello-app

Verifica que el archivo de prueba exista:

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

Reemplaza NEW_POD_NAME con el nombre del pod de GKE nuevo creado.

El resultado es similar a este:

   Hello World!

Limpia

Sigue estos pasos para evitar que se apliquen cargos a tu cuenta de Google Cloud por los recursos que usaste en esta página.

  1. Borra VolumeSnapshot:

    kubectl delete volumesnapshot my-snapshot

  2. Borra VolumeSnapshotClass:

    kubectl delete volumesnapshotclass my-snapshotclass

  3. Borra la implementación:

    kubectl delete deployments hello-app

  4. Borra los objetos PersistentVolumeClaim:

    kubectl delete pvc my-pvc pvc-restore

¿Qué sigue?