This entry is part 6 of 7 in the series Kubernetes - so startest Du durch!

Du willst ein persistentes Volume in Kubernetes erstellen? Hier erfährst du wie das mit Openstack Cinder im NWS Managed Kubernetes funktioniert.

Pods und Container sind per Definition mehr oder weniger flüchtige Komponenten in einem Kubernetes Cluster und werden je nach Notwendigkeit erstellt und zerstört. Viele Anwendungen wie Datenbanken können aber ohne langlebigen Storage nur selten sinnvoll betrieben werden. Mit dem Industriestandard Container Storage Interface (CSI) bietet Kubernetes eine einheitliche Integration für verschiedene Storage Backends zur Einbindung persistenter Volumes. Für unsere Managed Kubernetes Lösung verwenden wir die Openstack Komponente Cinder um persistente Volumes für Pods zur Verfügung zu stellen. Der CSI Cinder Controller ist für NWS Kubernetes ab Version 1.18.2 bereits aktiv und Du kannst mit nur einigen wenigen K8s Objekten persistente Volumes nutzen.

 

Persistente Volumes mit CSI Cinder Controller erstellen

Bevor Du ein Volume anlegen kannst, muss eine StorageClass mit Cinder als provisioner erstellt werden. Wie gewohnt werden die K8s-Objekte im YAML-Format und kubectl apply an dein Cluster gesendet:

storageclass.yaml:

---
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: cinderStorage
provisioner: cinder.csi.openstack.org
allowVolumeExpansion: true
Du hast noch keine Erfahrung mit K8s und kubectl? Hier bekommst Du Hilfe für Deine ersten Schritte mit Kubernetes (klick)

 

Mit get und describe kannst Du überprüfen, ob das Anlegen funktioniert hat:

$ kubectl apply -f storageclass.yaml
$ kubectl get storageclass
$ kubectl describe storageclass cinderStorage

Auf Basis dieser Storage Klasse kannst Du nun beliebig viele Volumes erstellen.

 

Persistent Volume (PV) und Persistent Volume Claim (PVC)

Ein neues Volume kannst Du mit Hilfe eines peristentVolumeClaim erstellen. Der PVC beansprucht eine Ressource persistentVolume für Dich. Steht keine passende PV Ressource bereit, wird diese dynamisch durch den CSI Cinder Controller erstellt. PVC und PV werden aneinander gebunden und stehen exklusiv für Dich bereit. Ohne weitere Konfiguration wird ein dynamisch erstelltes PV mit dem Löschen des dazugehörigen PVC sofort gelöscht. Dieses Verhalten kann man in der oben definierten StorageClass mit Hilfe der reclaimPolicy überschreiben.

pvc.yaml:

---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nginx-documentroot
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
  storageClassName: cinderStorage

 

Neben dem Namen werden im PVC-Objekt weitere Eigenschaften wie Größe und accessMode definiert. Nachdem Du das PVC mit kubectl apply im Cluster angelegt hast, wird im Hintergrund ein neues Volume im Storage Backend erstellt. Im Falle unseres NETWAYS Managed Kubernetes erstellt Cinder ein Volume als RBD im Ceph Cluster. Im nächsten Schritt wird Dein neues Volume in das document root eines Nginx Pods gemountet.

 

Pods und persistente Volumes

Für gewöhnlich werden Volumes im Kontext eines Pods definiert und haben somit auch den gleichen Lebenszyklus wie diese. Willst Du aber ein Volume verwenden, das unabhängig vom Pod und Container ist, kannst Du den eben erstellten PVC im volumes Bereich referenzieren und dann im Container unter volumeMounts einbinden. Im Beispiel wird das document root eines Nginx ersetzt.

deployment.yaml:

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  strategy:
    type: Recreate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP
        volumeMounts:
          - mountPath: /usr/share/nginx/html
            name: documentroot
      volumes:
      - name: documentroot
        persistentVolumeClaim:
          claimName: nginx-documentroot
          readOnly: false
service.yaml:

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-svc
spec:
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    protocol: TCP
    name: http
  selector:
    app: nginx

 

Kubernetes und der CSI Cinder Controller sorgen natürlich dafür, dass Dein neues Volume und die dazugehörigen Pods immer am gleichen Worker Node gestartet werden. Mit kubectl kannst Du auch schnell die index.html anpassen und den K8s Proxy starten und schon kannst Du auf Deine neue index.html im persistenten Volume zugreifen:

$ kubectl exec -it deployment/nginx — bash -c ‘echo “CSI FTW” > /usr/share/nginx/html/index.html’
$ kubectl proxy

 

Fazit

Mit dem CSI Cinder Contoller kannst Du schnell und einfach persistente Volumes anlegen und verwalten. Weitere Features zum Erstellen von Snapshots oder dem Vergrößern der Volumes sind bereits enthalten. Und auch Möglichkeiten wie z.B. Multinode Attachment sind bereits in Planung. Deinem Datenbankcluster im Kubernetes steht also nichts mehr im Weg und auch das nächste spannende Thema in unsere Kubernetes Blogserie steht damit wohl fest!

Achim Ledermüller
Achim Ledermüller
Lead Senior Systems Engineer

Der Exil Regensburger kam 2012 zu NETWAYS, nachdem er dort sein Wirtschaftsinformatik Studium beendet hatte. In der Managed Services Abteilung ist unter anderem für die Automatisierung des RZ-Betriebs und der Evaluierung und Einführung neuer Technologien zuständig.