ブロックストレージデバイスのスロットルに関するベストプラクティス - Container Service for Kubernetes

オープンソースKubernetesはブロックストレージデバイスのスロットリングをサポートしていません。 Container Service for Kubernetes (ACK) では、Logical Volume Manager (LVM) を使用して仮想化されたクラウドディスクやローカルディスクなど、ポッドにマウントされているブロックストレージデバイスを抑制できます。これにより、ストレージリソースをより効率的に管理および割り当て、システムのパフォーマンスと安定性を確保し、コストを削減できます。このトピックでは、ブロックストレージデバイスをスロットルする方法について説明します。

制限事項

ホストが使用するOSは、Alibaba Cloud Linux 2以降である必要があります。
ACKクラスターのKubernetesバージョンは1.20以降である必要があります。
クラスターで使用されるContainer Storage Interface (CSI) プラグインのバージョンは、1.22以降である必要があります。 CSIバージョンの詳細については、「csi-provisioner」をご参照ください。

パラメーター

readIOPS: ポッドがブロックストレージデバイスで実行できる1秒あたりの読み取り操作の最大数を指定します。
writeIOPS: ポッドがブロックストレージデバイスに対して実行できる1秒あたりの最大書き込み操作数を指定します。
readBPS: ポッドがブロックストレージデバイスから読み取ることができる1秒あたりの最大データ量を指定します。
writeBPS: ポッドがブロックストレージデバイスに書き込むことができる1秒あたりの最大データ量を指定します。

ブロックストレージデバイスをスロットルする方法

次の例は、クラウドディスクをスロットルする方法を示しています。クラウドディスクは、動的にプロビジョニングされたボリュームまたは静的にプロビジョニングされたボリュームとしてマウントできます。

説明

設定後、スロットル設定は変更できません。

動的にプロビジョニングされたボリュームとしてディスクをマウントする

alicloud-disk-topology-essd.yamlという名前のファイルを作成し、次の内容をファイルにコピーします。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: alicloud-disk-topology-essd
parameters:
  type: cloud_essd
  readIOPS: "100"
  writeIOPS: "10"
  readBPS: "100k"
  writeBPS: "100m"
provisioner: diskplugin.csi.alibabacloud.com
reclaimPolicy: Delete
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

次のコマンドを実行してStorageClassを作成します。
```
kubectl apply -f alicloud-disk-topology-essd.yaml
```

nginx.yamlという名前のファイルを作成し、次のコンテンツをファイルにコピーします。

アプリケーションは、作成したStorageClassを参照する永続ボリューム要求 (PVC) を使用して、クラウドディスクをボリュームとして動的にプロビジョニングします。

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web-csi-encrypt
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  serviceName: "nginx"
  podManagementPolicy: "Parallel"
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      hostNetwork: true
      containers:
      - name: nginx
        command:
        - sleep
        - "999999999"
        image: nginx
        volumeMounts:
        - name: disk-csi
          mountPath: /data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: disk-csi
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: alicloud-disk-topology-essd
      resources:
        requests:
          storage: 80Gi

次のコマンドを実行して、アプリケーションを作成します。
```
kubectl apply -f nginx.yaml
```

次のコマンドを実行して、コンテナーで使用されるブロックストレージデバイスの読み取り制限と書き込み制限を表示します。

Log on to the host. Specify the UID of the pod in the following code to verify that the limit is set to the value that you specified. 
readIOPS: /sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.read_iops_device
writeIOPS: /sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.write_iops_device
readBPS: /sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.read_bps_device
writeBPS: /sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.write_bps_device

静的にプロビジョニングされたボリュームとしてディスクをマウントする

次のテンプレートを使用して、pv-static.yamlという名前のファイルを作成します。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: d-****
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  capacity:
    storage: 80Gi
  csi:
    driver: diskplugin.csi.alibabacloud.com
    fsType: ext4
    volumeAttributes:
      app: nginx
      type: cloud_ssd
      readBPS: 100K
      readIOPS: "100"
    volumeHandle: d-****
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  volumeMode: Filesystem

次のコマンドを実行してPVを作成します。
```
kubectl apply -f pv-static.yaml
```

次のテンプレートを使用して、pvc-static.yamlファイルを作成します。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: disk-pvc
  namespace: default
spec:
  accessModes:
  - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 80Gi
  volumeMode: Filesystem
  volumeName: d-****

次のコマンドを実行してPVCを作成します。
```
kubectl apply -f pvc-static.yaml
```

nginx.yamlという名前のファイルを作成し、次のコンテンツをファイルにコピーします。

アプリケーションは作成したPVCを使用します。 PVCは、クラウドディスクをボリュームとして静的にプロビジョニングするために使用されます。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deploy-disk
  labels:
    app: nginx
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
        volumeMounts:
        - name: disk-pvc2
          mountPath: /data
      volumes:
        - name: disk-pvc2
          persistentVolumeClaim:
            claimName: disk-pvc

次のコマンドを実行して、アプリケーションを作成します。
```
kubectl apply -f nginx.yaml
```

次のコマンドを実行して、コンテナーで使用されるブロックストレージデバイスの読み取り制限と書き込み制限を表示します。

Log on to the host. Specify the UID of the pod in the following code to verify that the limit is set to the value that you specified. 
readIOPS: /sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.read_iops_device
writeIOPS: /sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.write_iops_device
readBPS: /sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.read_bps_device
writeBPS: /sys/fs/cgroup/blkio/kubepods.slice/kubepods-besteffort.slice/kubepods-besteffort-pod{pod_uid}.slice/blkio.throttle.write_bps_device