容器附加存储CAS之OpenEBS快速入门

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作者：尹正杰

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目录

• 一.CAS之OpenEBS存储机制概述
  • 1.什么是CAS
  • 2.什么是OpenEBS
  • 3.OpenEBS数据引擎
  • 4.NDM（Node Disk Manager）
  • 5.部署OpenEBS的基本流程
• 二.部署OpenEBS

一.CAS之OpenEBS存储机制概述

1.什么是CAS

Kubernetes的卷通常是基于外部文件系统或块存储实现，这种存储方案称为共享存储（Shared Storage）。所谓的CAS，全称为Container Attached Storage，翻译为中文是"容器附加存储"。CAS则是将存储系统自身部署为Kubernetes集群上的一种较新的存储解决方案。存储在CAS中的数据可以直接从集群内的容器访问，从而能显著减少读/写时间。

2.什么是OpenEBS

OpenEBS是CAS存储机制的著名实现之一，最初由MayaData构建，后捐赠给了CNCF，目前是CNCF的沙箱级项目。OpenEBS能够将Kubernetes工作节点上可用的任何存储转换为本地卷或分布式复制卷。本地卷:- 本地卷，即节点级卷，仅支持在卷所在的节点本地访问，因此，Pod也必须调度至卷所在的节点才能使用本地卷;- OpenEBS可基于本地块设备或分区、子目录或者LVM、ZFS、甚至是由文件模拟的设备来创建PV，这些可统称为本地卷;复制卷:- 是支持将数据同步复制到多个节点的卷，因而能实现节点容错，以及跨可用区进行数据复制;- OpenEBS可基于Mayastor、cStor 或Jiva三种引擎之一，为每个分布式复制卷创建一个微服务;- Pod通过iSCSI（san存储表示是块存储类型，cStor和Jiva）或NVMeoF（Mayastor）连接至卷上;OpenEBS存在着众多组件，他们大体可以分以两大类:控制平面：负责管理节点上的存储、配置和管理数据引擎、管理卷的生命周期、集成到Prometheus进行遥测和监控等;数据引擎：- 1.数据引擎是OpenEBS 的核心，负责代表Pod对底层持久存储执行读写操作;- 2.OpenEBS支持存储引擎包括Mayastor、cStor、Jiva和OpenEBS LocalPV等；参考链接:https://openebs.io/docs/concepts/architecture

3.OpenEBS数据引擎

数据引擎类似于存储控制器，OpenEBS提供了一系列的数据引擎，所有引擎都支持PV的动态置备和数据的强一致性。数据引擎的分位本地引擎和复制引擎:本地引擎:- 1.可以从本地磁盘设备（依赖于NDM）或主机路径创建PV，也可基于集群节点上的LVM或ZFS创建PV;- 2.适合内置可用性和可扩展性功能的应用程序，或者作业类的有状态工作负载;- 3.基于节点上支持的存储机制，可选的动态Local PV包括"Local PV hostpath"、"Local PV device"、"ZFS Local PV"、"LVM Local 
PV"和"Rawfile Local PV"这五种;复制引擎- 1.复制卷，顾名思义，就是那些可以将数据同步复制到多个节点的卷;- 2.复制引擎允许从复制节点范围内的任一节点上进行数据访问，并支持跨可用区进行复制;- 3.复制卷通常还支持快照、克隆、扩展等功能;- 4.基于节点上支持的存储机制，可选的复制引擎包括Mayastor、cStor和Jiva;如何选择数据引擎:- 1.应用程序处于生产状态且不需要存储级复制，则首选LocalPV;- 2.应用程序处于生产状态并且需要存储级复制，则首选cStor;- 3.应用程序较小、需要存储级复制但不需要快照或克隆，则首选Jiva;- 4.应用程序需要低延迟和接近磁盘的吞吐量，需要存储级复制，并且工作节点具有性能较高的CPU、RAM和NVME，那么Mayastor是首选;参考链接:https://openebs.io/docs/concepts/architecture#data-engines

4.NDM（Node Disk Manager）

部署OpenEBS的过程中，NDM由专用DaemonSet编排运行于每个节点上- 1.负责发现裸设备并过滤掉不支持使用的设备，例如已经带有文件系统的磁盘;- 2.需要特权模式，访问/dev、/proc和/sys目录来监视连接的设备，并使用各种探测器获取这些设备的详细信息;根据过滤器（filters）检测附加到节点上的裸磁盘设备，并将它们识别为“块设备CRD”- 1.NDM支持使用include filters或exclude filters;- 2.filter的配置保存于ConfigMap中;基于节点上的裸磁盘设备提供PV的存储引擎，会依赖于NDM实现其功能，这包括Local PV device和cStor。

5.部署OpenEBS的基本流程

部署OpenEBS的基本流程:- 1.在各节点上部署iSCSI client;- 2.在Kubernetes集群上部署OpenEBS;- 3.选择要使用的数据引擎;- 4.为选择的数据引擎准备StorageClass;部署文档:https://openebs.io/docs/quickstart-guide/installation

二.部署OpenEBS

推荐阅读:https://openebs.io/docs/quickstart-guide/installation#installation-via-helm