Utilizzare dischi permanenti dedicati come volumi effimeri

Autopilot Standard

Questa pagina mostra come utilizzare hardware di archiviazione esterno, ad esempio i Persistent Disk di Compute Engine, come volumi effimeri nei tuoi carichi di lavoro Google Kubernetes Engine (GKE). Dovresti già avere familiarità con i volumi e le StorageClasses di Kubernetes.

Quando utilizzare l'archiviazione temporanea in Kubernetes

L'archiviazione temporanea è utile in qualsiasi situazione in cui i tuoi workload hanno bisogno dei dati solo durante il ciclo di vita dell'applicazione, ad esempio per pipeline di trattamento dati, job di machine learning, elaborazione batch, memorizzazione nella cache locale o dati e analisi. Per impostazione predefinita, una parte del disco di avvio del nodo GKE è disponibile per l'utilizzo come archiviazione temporanea nei pod. Questo approccio spesso richiede un'attenta pianificazione dello spazio.

I volumi temporanei generici di Kubernetes consentono di richiedere esplicitamente l'archiviazione temporanea per i pod utilizzando PersistentVolumeClaims. GKE esegue il provisioning dinamico dei dischi permanenti di Compute Engine e li collega ai nodi. Questo tipo di archiviazione temporanea è utile in situazioni come le seguenti:

• I tuoi workload hanno requisiti di prestazioni elevati, quindi devi controllare l'hardware di archiviazione.
• Hai bisogno di spazio di archiviazione temporanea specifico per i container a breve termine.
• Vuoi evitare di utilizzare emptyDir per il provisioning dell'archiviazione temporanea. I volumi emptyDir sono ancora utili nelle situazioni in cui vuoi che più container condividano i dati nello spazio di archiviazione temporaneo.
• Vuoi una capacità di archiviazione temporanea maggiore rispetto ai valori predefiniti integrati di GKE.
• Vuoi evitare di dover pianificare in anticipo le dimensioni e il tipo di disco di avvio dei nodi per i cluster GKE in modalità Standard.

Tipi di spazio di archiviazione temporanea in GKE

In generale, puoi utilizzare la capacità di archiviazione del disco di avvio o i dischi permanenti dedicati come spazio di archiviazione temporaneo nei pod e nei container. La tabella seguente descrive le differenze:

Tipo di archiviazione	Come utilizzarlo	Descrizione
Disco di avvio - Persistent Disk	Monta un volume utilizzando emptyDir nella specifica del pod e richiedi la capacità di cui hai bisogno. Per le istruzioni, vedi Creare volumi.	L'archiviazione temporanea richiesta viene prelevata da una parte riservata del disco di avvio del nodo. Questa è l'impostazione predefinita sia nei cluster Autopilot che in quelli Standard. Utilizza questa opzione quando i pod hanno piccole richieste di archiviazione temporanea o quando vuoi condividere i dati temporanei tra più container nel pod. Autopilot La richiesta deve essere compresa tra 10 MiB e 10 GiB. Il tipo di hardware di archiviazione è preconfigurato. Standard Nessun limite di dimensioni, ma richiede un'attenta pianificazione delle dimensioni del disco di avvio del nodo e del tipo di hardware di archiviazione. Per informazioni dettagliate su come GKE calcola la prenotazione dello spazio di archiviazione temporaneo nel disco di avvio del nodo, consulta Prenotazione dello spazio di archiviazione temporaneo locale.
Dischi SSD locali	Crea un pool di nodi con dischi SSD locali collegati e una serie di macchine compatibile. Monta un volume utilizzando emptyDir con la capacità richiesta. Utilizza un nodeSelector per posizionare i pod sui nodi con dischi SSD locali collegati. Per istruzioni, consulta Provisioning dell'archiviazione temporanea con SSD locali.	I dischi SSD locali utilizzano incrementi fissi di 375 GB supportati nei cluster GKE in modalità Standard e nei nodi Autopilot che eseguono GPU A100 (80 GB). Utilizzalo quando hai bisogno di uno spazio di archiviazione temporaneo con un throughput elevato. Per i dettagli, vedi Informazioni sugli SSD locali per GKE.
Dischi permanenti dedicati	(Facoltativo) Crea una StorageClass Kubernetes per l'hardware. Monta un volume utilizzando il tipo di volume ephemeral nelle specifiche del pod. Questo documento fornisce istruzioni per richiedere questo tipo di archiviazione temporanea.	Google Cloud esegue il provisioning dinamico dell'hardware esterno richiesto, lo collega ai nodi e monta il volume richiesto nel pod. Utilizza quando i pod hanno richieste di archiviazione temporanea di grandi dimensioni o quando vuoi controllare il tipo di Persistent Disk sottostante. Questi volumi hanno le seguenti proprietà: Fino a 64 TiB in modalità Autopilot e Standard. La richiesta di spazio di archiviazione temporanea del pod può arrivare fino a 64 TiB. Hardware specializzato come volumi basati su SSD supportati. Network Attached Storage. Utilizza i volumi Kubernetes per ottenere spazio di archiviazione, anziché utilizzare emptyDir per condividere il disco di avvio del nodo. Per informazioni dettagliate su questo tipo di volume temporaneo, consulta Volumi temporanei generici.

Prezzi

Lo spazio di archiviazione di cui esegui il provisioning tramite volumi temporanei generici, come descritto in questa guida, viene fatturato in base ai prezzi dei dischi di Compute Engine.

Prima di iniziare

Prima di iniziare, assicurati di aver eseguito le seguenti operazioni:

• Abilita l'API Google Kubernetes Engine.
Abilita l'API Google Kubernetes Engine
• Per utilizzare Google Cloud CLI per questa attività, installala e poi inizializza gcloud CLI. Se hai già installato gcloud CLI, scarica l'ultima versione eseguendo il comando gcloud components update. Le versioni precedenti di gcloud CLI potrebbero non supportare l'esecuzione dei comandi in questo documento.
  Nota: per le installazioni esistenti di gcloud CLI, assicurati di impostare la proprietà compute/region. Se utilizzi principalmente cluster zonali, imposta invece compute/zone. Se imposti una località predefinita, puoi evitare errori in gcloud CLI come il seguente: One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location. Potresti dover specificare la posizione in determinati comandi se la posizione del cluster è diversa da quella predefinita che hai impostato.

• Assicurati di avere un cluster GKE Autopilot o Standard che esegue la versione 1.23 o successive.
• Assicurati di disporre di una quota sufficiente nel tuo progetto Google Cloud per l'hardware di archiviazione. Per gestire la quota, consulta Visualizza e gestisci le quote.

Crea una StorageClass

La creazione di una StorageClass Kubernetes personalizzata ti consente di specificare il tipo di spazio di archiviazione da eseguire il provisioning in base ai tuoi requisiti di prezzo e prestazioni. Questo passaggio è facoltativo ma consigliato. Se vuoi utilizzare l'oggetto StorageClass predefinito di GKE, che ha il tipo di Persistent Disk pd-balanced, salta questo passaggio.

1. Salva il seguente manifest come ephemeral-pd-class.yaml:

   apiVersion: storage.k8s.io/v1
   kind: StorageClass
   metadata:
     name: ephemeral-ssd
   provisioner: pd.csi.storage.gke.io
   volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
   allowVolumeExpansion: true
   parameters:
     type: STORAGE_TYPE
   

   Sostituisci STORAGE_TYPE con il nome del tipo di Persistent Disk che preferisci, ad esempio pd-ssd. Per un elenco dei tipi supportati, consulta Tipi di Persistent Disk nella documentazione di Compute Engine.

2. Crea StorageClass:

   kubectl create -f ephemeral-pd-class.yaml
   

Richiedere la capacità di archiviazione temporanea in un pod

Per eseguire il provisioning, collegare e utilizzare hardware esterno come spazio di archiviazione temporaneo, aggiungi il volume corrispondente al manifest del pod e aggiungi un montaggio del volume alla specifica del container.

1. Salva il seguente manifest come ephemeral-ssd-deployment.yaml:

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     name: ephemeral-deployment
   spec:
     replicas: 1
     selector:
       matchLabels:
         storage: ephemeral
     template:
       metadata:
         labels:
           storage: ephemeral
       spec:
         containers:
         - name: ephemeral-container
           image: nginx
           resources:
             requests:
               cpu: 500m
               memory: 2Gi
               ephemeral-storage: 2Gi
           volumeMounts:
           - mountPath: "/short-term"
             name: ephemeral-volume
         volumes:
         - name: ephemeral-volume
           ephemeral:
             volumeClaimTemplate:
               metadata:
                 labels:
                   type: ephemeral
               spec:
                 accessModes: ["ReadWriteOnce"]
                 storageClassName: "ephemeral-ssd"
                 resources:
                   requests:
                     storage: 1Ti
   

   Questo manifest crea un nuovo PersistentVolumeClaim di Kubernetes che richiede un nuovo PersistentVolume denominato ephemeral-volume con le seguenti proprietà:

   • spec.volumes.ephemeral: il tipo di volume ephemeral.
   • .spec.accessModes: la modalità di accesso al volume, che determina l'accesso in lettura/scrittura dai pod e la condivisione del volume tra i nodi. Questo esempio utilizza ReadWriteOnce, che monta il PersistentVolume su un singolo nodo per l'accesso da parte di uno o più pod sul nodo. Per maggiori dettagli, vedi Modalità di accesso.
   • .spec.storageClassName: (facoltativo) il nome della StorageClass che hai creato. Se ometti questo campo, GKE utilizza StorageClass predefinita e esegue il provisioning di unPersistent Diske pd-balanced.
   • .spec.resources.requests.storage: la capacità di archiviazione che vuoi.

2. Crea il deployment:

   kubectl create -f ephemeral-ssd-deployment.yaml
   

GKE esegue il provisioning di un disco di Compute Engine che soddisfa i requisiti del PersistentVolumeClaim e lo collega al nodo. GKE monta il volume nel pod e fornisce la capacità richiesta al container.

Verifica che GKE abbia montato un volume temporaneo

1. Crea una sessione shell nel pod:

   kubectl exec -it deploy/ephemeral-deployment -- bash
   

2. Controlla i volumi montati:

   df -h

   L'output è simile al seguente:

   Filesystem                Size      Used Available Use% Mounted on
   ...
   /dev/sdb               1006.9G     28.0K   1006.8G   0% /short-term
   /dev/sda1                94.3G      3.6G     90.6G   4% /etc/hosts
   /dev/sda1                94.3G      3.6G     90.6G   4% /dev/termination-log
   /dev/sda1                94.3G      3.6G     90.6G   4% /etc/hostname
   /dev/sda1                94.3G      3.6G     90.6G   4% /etc/resolv.conf
   ...
   

3. Esci dalla sessione della shell:

   exit
   

Operazione riuscita: hai eseguito il provisioning dinamico dell'hardware di archiviazione esterno e lo hai montato sul tuo carico di lavoro Kubernetes come spazio di archiviazione temporaneo.

Passaggi successivi

• Scopri le opzioni di archiviazione disponibili in GKE