Faça uma cópia de segurança e restaure o armazenamento persistente para os seus clusters do GKE

Esta página mostra como fazer uma cópia de segurança e restaurar o armazenamento do Filestore subjacente associado aos seus clusters do GKE através de instantâneos de volumes do Kubernetes.

A criação de um instantâneo de volume do Kubernetes é equivalente à criação de uma cópia de segurança do Filestore.

Para mais informações, consulte o artigo Acerca das imagens instantâneas de volumes do Kubernetes.

Requisitos

Para usar as imagens instantâneas de volume no GKE, tem de cumprir os seguintes requisitos:

• Tem de implementar o controlador CSI do Filestore. Apenas são suportados os seguintes níveis de serviço do Filestore:

  • HDD básico com a versão 1.21 ou posterior do GKE
  • HDD básico (100 GiB a 63,9 TiB) com a versão 1.33 ou posterior do GKE
  • SSD básico com a versão 1.21 ou posterior do GKE
  • Zonal (1 TiB a 9,75 TiB) com a versão 1.31 ou posterior do GKE
  • Zonal (10 TiB a 100 TiB) com a versão 1.27 ou posterior do GKE
  • Regional com a versão 1.33.4-gke.1172000 ou posterior do GKE
  • Enterprise com a versão 1.25 ou posterior do GKE

• Use versões 1.17 ou posteriores do plano de controlo. Para usar o controlador CSI do Filestore num VolumeSnapshot, use o número da versão do GKE aplicável ao seu nível de serviço.

• Ter um PersistentVolumeClaim existente para usar num instantâneo. O PersistentVolume que usa para uma origem de instantâneo tem de ser gerido por um controlador CSI. Pode verificar se está a usar um controlador CSI verificando se a especificação PersistentVolume tem uma secção csi com driver: pd.csi.storage.gke.io ou filestore.csi.storage.gke.io. Se o PersistentVolume for aprovisionado dinamicamente pelo controlador CSI, conforme descrito nas secções seguintes, é gerido pelo controlador CSI.

Limitações

• Os volumes de instantâneos têm as mesmas restrições de tamanho que os volumes normais. Por exemplo, os instantâneos do Filestore têm de ter um tamanho igual ou superior a 1 TiB para o nível de disco rígido básico.

• O controlador CSI do Filestore não suporta o aprovisionamento dinâmico nem os fluxos de trabalho de cópia de segurança para o nível de serviço do Filestore regional:

  • Só pode fazer uma cópia de segurança de uma partilha por instância de cada vez. Isto significa que não pode criar uma cópia de segurança com várias partilhas nem restaurar uma cópia de segurança para uma instância com várias partilhas. No entanto, os pedidos de cópia de segurança de duas partilhas diferentes em duas instâncias do Filestore diferentes são executados em simultâneo.

  • Pode restaurar uma cópia de segurança de uma instância básica para a instância de origem do mesmo nível de serviço, uma instância já existente ou uma nova instância. Se escolher uma nova instância, pode escolher entre uma instância de HDD básica e uma instância de SSD básica, independentemente do nível da instância de origem.

  • Não pode restaurar instâncias zonais, regionais e empresariais para uma origem ou uma instância existente, apenas para uma nova instância. O novo nível da instância não tem de corresponder ao nível da instância de origem. Por exemplo, pode restaurar uma cópia de segurança de uma instância regional para uma instância zonal. A capacidade aprovisionada da nova instância tem de ser igual ou superior à capacidade aprovisionada da instância de origem.

  Para ver uma lista completa das limitações das funcionalidades, consulte o artigo Limitações da funcionalidade de cópia de segurança do Filestore.

Antes de começar

Antes de começar, certifique-se de que realizou as seguintes tarefas:

• Ative a API Google Kubernetes Engine.
Ative a API Google Kubernetes Engine
• Se quiser usar a CLI gcloud para esta tarefa, instale-a e, em seguida, inicialize-a. Se instalou anteriormente a CLI gcloud, execute o comando gcloud components update para obter a versão mais recente. As versões anteriores da CLI gcloud podem não suportar a execução dos comandos neste documento.
  Nota: para instalações existentes da CLI gcloud, certifique-se de que define a compute/region propriedade. Se usar principalmente clusters zonais, defina o compute/zone. Ao definir uma localização predefinida, pode evitar erros na CLI gcloud, como os seguintes: One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location. Pode ter de especificar a localização em determinados comandos se a localização do seu cluster for diferente da predefinição que definiu.

Criar e usar um instantâneo de volume

Os exemplos neste documento mostram como realizar as seguintes tarefas:

1. Crie um PersistentVolumeClaim e um Deployment.
2. Adicione um ficheiro ao PersistentVolume que o Deployment usa.
3. Crie um VolumeSnapshotClass para configurar o instantâneo.
4. Crie um instantâneo de volume do PersistentVolume.
5. Elimine o ficheiro de teste.
6. Restaure o PersistentVolume para o instantâneo que criou.
7. Verifique se o restauro funcionou.

Para usar uma análise detalhada do volume, tem de concluir os seguintes passos:

1. Crie um objeto VolumeSnapshotClass para especificar o controlador CSI e a política de eliminação para a sua captura instantânea.
2. Crie um objeto VolumeSnapshot para pedir um instantâneo de um PersistentVolumeClaim existente.
3. Faça referência ao VolumeSnapshot num PersistentVolumeClaim para restaurar um volume para essa imagem instantânea ou criar um novo volume com a imagem instantânea.

Crie um PersistentVolumeClaim e um Deployment

1. Para criar o objeto PersistentVolumeClaim, guarde o seguinte manifesto como my-pvc.yaml:

   Filestore

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

   Este exemplo cria um PVC do Filestore ao nível da empresa. Para saber mais, consulte o artigo Aceda a instâncias do Filestore com o controlador CSI do Filestore.

   Para spec.storageClassName, pode especificar qualquer classe de armazenamento que use um controlador CSI suportado.

2. Aplique o manifesto:

   kubectl apply -f my-pvc.yaml
   

3. Para criar um Deployment, guarde o seguinte manifesto 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. Aplique o manifesto:

   kubectl apply -f my-deployment.yaml
   

5. Verifique o estado do Deployment:

   kubectl get deployment hello-app
   

   O Deployment pode demorar algum tempo a ficar pronto. Pode executar o comando anterior até ver um resultado semelhante ao seguinte:

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

Adicione um ficheiro de teste ao volume

1. Indica os Pods no Deployment:

   kubectl get pods -l app=hello-app
   

   O resultado é semelhante ao seguinte:

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

2. Crie um ficheiro de teste num Pod:

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

   Substitua POD_NAME pelo nome do Pod.

3. Verifique se o ficheiro existe:

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

   O resultado é semelhante ao seguinte:

   Hello World!
   

Crie um objeto VolumeSnapshotClass

Crie um objeto VolumeSnapshotClass para especificar o controlador CSI e o deletionPolicy para a sua cópia instantânea do volume. Pode fazer referência a objetos VolumeSnapshotClass quando cria objetos VolumeSnapshot.

1. Guarde o seguinte manifesto como volumesnapshotclass.yaml.

   Filestore

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

   Neste exemplo:

   • O campo driver é usado pelo controlador CSI para aprovisionar a captura de ecrã. Neste exemplo, o filestore.csi.storage.gke.io usa o controlador CSI do Filestore.
   • O campo deletionPolicy indica ao GKE o que fazer com o objeto VolumeSnapshotContent e a imagem instantânea subjacente quando o objeto VolumeSnapshot associado é eliminado. Especifique Delete para eliminar o objeto VolumeSnapshotContent e a captura de ecrã subjacente. Especifique Retain se quer manter o VolumeSnapshotContent e a imagem subjacente.

2. Aplique o manifesto:

   kubectl apply -f volumesnapshotclass.yaml
   

Crie um VolumeSnapshot

Um objeto VolumeSnapshot é um pedido de uma captura de ecrã de um objeto PersistentVolumeClaim existente. Quando cria um objeto VolumeSnapshot, o GKE cria e associa-o automaticamente a um objeto VolumeSnapshotContent, que é um recurso no seu cluster, como um objeto PersistentVolume.

1. Guarde o seguinte manifesto como volumesnapshot.yaml.

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

2. Aplique o manifesto:

   kubectl apply -f volumesnapshot.yaml
   

   Depois de criar uma Volume cópia instantânea, o GKE cria um objeto VolumeSnapshotContent correspondente no cluster. Este objeto armazena a imagem instantânea e as associações de VolumeSnapshot objetos. Não interage diretamente com objetos VolumeSnapshotContents.

3. Confirme se o GKE criou o objeto VolumeSnapshotContents:

   kubectl get volumesnapshotcontents
   

   O resultado é semelhante ao seguinte:

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

Depois de criar o conteúdo da captura instantânea Volume, o controlador CSI especificado no VolumeSnapshotClass cria uma captura instantânea no sistema de armazenamento correspondente. Depois de o GKE criar um instantâneo no sistema de armazenamento e o associar a um objeto VolumeSnapshot no cluster, o instantâneo está pronto a ser usado. Pode verificar o estado executando o seguinte comando:

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

Se o instantâneo estiver pronto a usar, o resultado é semelhante ao seguinte:

NAME               READY
my-snapshot        true

Elimine o ficheiro de teste

1. Elimine o ficheiro de teste que criou:

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

2. Verifique se o ficheiro já não existe:

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

   O resultado é semelhante ao seguinte:

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

Restaure o instantâneo de volume

1. Guarde o seguinte manifesto como pvc-restore.yaml:

   Filestore

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

   Nota: o espaço de nomes do elemento PersistentVolumeClaim tem de ser igual ao espaço de nomes do elemento VolumeSnapshot.

2. Aplique o manifesto:

   kubectl apply -f pvc-restore.yaml
   

3. Atualize o ficheiro my-deployment.yaml para usar o novo PersistentVolumeClaim:

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

4. Aplique o manifesto atualizado:

   kubectl apply -f my-deployment.yaml
   

Verifique se o instantâneo foi restaurado com êxito

1. Obtenha o nome do novo Pod que o GKE cria para o Deployment atualizado:

    kubectl get pods -l app=hello-app
   

Verifique se o ficheiro de teste existe:

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

Substitua NEW_POD_NAME pelo nome do novo Pod que o GKE criou.

O resultado é semelhante ao seguinte:

   Hello World!

Importe um Snapshot pré-existente

Pode usar uma captura instantânea de volume existente criada fora do cluster atual para aprovisionar manualmente o objeto VolumeSnapshotContents. Por exemplo, pode preencher um volume no GKE com uma captura de ecrã de outro recursoGoogle Cloud criado num cluster diferente.

1. Localize o nome do instantâneo.

   Google Cloud consola

   Aceda à página Instantâneos

   CLI do Google Cloud

   Execute o seguinte comando:

   gcloud compute snapshots list
   

   O resultado é semelhante ao seguinte:

   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. Guarde o seguinte manifesto VolumeSnapshot como 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. Aplique o manifesto:

   kubectl apply -f restored-snapshot.yaml
   

4. Guarde o seguinte manifesto VolumeSnapshotContent como restored-snapshot-content.yaml. Substitua o campo snapshotHandle pelo ID do projeto e o nome da captura instantânea. Ambos os elementos volumeSnapshotRef.name e volumeSnapshotRef.namespace têm de apontar para o elemento VolumeSnapshot criado anteriormente para que a associação bidirecional seja válida.

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

5. Aplique o manifesto:

   kubectl apply -f restored-snapshot-content.yaml
   

6. Guarde o seguinte manifesto PersistentVolumeClaim como restored-pvc.yaml. O controlador de armazenamento do Kubernetes encontra um VolumeSnapshot com o nome restored-snapshot e, em seguida, tenta encontrar ou criar dinamicamente um PersistentVolume como origem de dados. Em seguida, pode usar este PVC num pod para aceder aos dados restaurados.

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

7. Aplique o manifesto:

   kubectl apply -f restored-pvc.yaml
   

8. Guarde o seguinte manifesto Pod como restored-pod.yaml, referindo-se ao PersistentVolumeClaim. O controlador CSI aprovisiona um PersistentVolume e preenche-o a partir do instantâneo.

   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. Aplique o manifesto:

   kubectl apply -f restored-pod.yaml
   

10. Verifique se o ficheiro foi restaurado:

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

Limpar

Para evitar incorrer em cobranças na sua Google Cloud conta pelos recursos usados nesta página, siga estes passos.

1. Elimine o VolumeSnapshot:

   kubectl delete volumesnapshot my-snapshot
   

   Nota: se o VolumeSnapshotClass de uma imagem instantânea de volume tiver deletionPolicy:Delete, o VolumeSnapshotContent correspondente e a imagem instantânea física no sistema de armazenamento também são eliminados. Se tiver um deletionPolicy:Retain, o GKE retém a imagem instantânea subjacente.

2. Elimine o VolumeSnapshotClass:

   kubectl delete volumesnapshotclass my-snapshotclass
   

3. Elimine o Deployment:

   kubectl delete deployments hello-app
   

4. Elimine os PersistentVolumeClaim objetos:

   kubectl delete pvc my-pvc pvc-restore
   

O que se segue?

• Leia a documentação sobre a funcionalidade de instantâneo de volume do Kubernetes.
• Saiba mais acerca da expansão do volume.
• Saiba como instalar manualmente um controlador CSI.
• Saiba mais sobre o Filestore como opção de armazenamento de ficheiros para o GKE.