ACS クラスタ、NAS、OSS でのディスクの使用 - Container Compute Service

Alibaba Cloud Container Compute Service (ACS) クラスタのストレージ機能は、Kubernetes Container Storage Interface (CSI) プラグインに基づいて開発されています。この機能は、ディスク、File Storage NAS (NAS)、および Object Storage Service (OSS) と統合されており、Kubernetes ネイティブの EmptyDir ボリュームと ConfigMap と互換性があります。このトピックでは、ACS でサポートされている Alibaba Cloud ストレージサービスについて、その機能、アプリケーションシナリオ、およびマウント方法を含めて説明します。

ストレージの基本

ボリューム

コンテナ内のファイルは一時的にディスクに保存されます。一時ストレージは、コンテナ内で実行されるアプリケーションで次の問題が発生する原因となります。

複数のコンテナが同じポッドで実行されている場合、ファイルはコンテナ間で共有できません。
コンテナに障害が発生した場合、コンテナの再構築時に、コンテナの実行中に生成されたファイルが失われます。

前述の問題に対処するために、Kubernetes はボリュームという概念を作成し、共有ストレージや永続ストレージなどの機能を提供します。

ボリュームはポッドの一部です。これは、ボリュームはポッドでのみ定義でき、独立して作成できないことを意味します。ポッド内のすべてのコンテナはボリュームを使用できます。ただし、ボリュームをコンテナ内のディレクトリにマウントする必要があります。
ボリュームは、ポッドと外部ストレージデバイス間のデータ転送チャネルです。ボリュームを使用すると、ポッド内のコンテナ間、ポッド間、およびポッドと外部環境間でデータを共有できます。
ボリュームは、EmptyDir、ConfigMap、PersistentVolumeClaim など、さまざまなタイプに分類されます。

詳細については、ボリュームを参照してください。

PV と PVC

すべてのボリュームが永続的であるとは限りません。永続ストレージを実装するために、コンテナストレージはリモートストレージサービスに依存します。Kubernetes は、ストレージリソースを定義および使用するために、次のリソースオブジェクトを導入しています。永続ボリューム (PV) と永続ボリューム要求 (PVC)。

PV
PV は、永続データを保存するために使用される抽象ボリュームです。PV は、ネットワークボリュームまたはクラウドボリュームにすることができます。PV は、クラスタ管理者によって事前に作成することも、StorageClass を使用して動的に作成することもできます。PV はポッドから独立しており、複数のポッドで共有できます。
PVC
PVC はユーザーからのストレージ要求であり、ポッドが必要とする PV の容量とアクセスモードを指定します。PVC と PV は 1 対 1 で対応しています。ポッド内のボリュームを PVC に関連付けると、ポッドはストレージリソースを使用できます。

詳細については、永続ボリュームとストレージクラスを参照してください。

Alibaba Cloud ストレージサービスの選択

Alibaba Cloud は、ブロック、ファイル、オブジェクトなどのさまざまなストレージリソースに基づいて、低コスト、高信頼性、高可用性のストレージサービスを提供しています。ビジネス負荷のストレージ要件と、データ量、データアクセス頻度、IOPS、スループットなどの要因に基づいて、適切なクラウドストレージサービスを選択できます。

Alibaba Cloud ストレージサービス	機能	シナリオ	参照
クラウドディスク	ディスクは、非共有、低レイテンシ、高信頼性のランダムブロックストレージです。ディスクは物理ディスクに似ており、パーティションのフォーマットとファイルシステムの作成をサポートしています。	高 I/O と低レイテンシディスクは、低レイテンシと高パフォーマンスを備えています。データベースやミドルウェアが保存されるシナリオなど、I/O とレイテンシに対する要件が高いシナリオに適しています。データ非共有ディスクは共有ストレージではなく、1 つのポッドにのみマウントできます。	次のタイプのディスクがサポートされています。 `cloud_essd_entry`: ESSD Entry ディスク。 `cloud_auto`: ESSD AutoPL ディスク。 `cloud_essd`: エンタープライズ SSD (ESSD)。これはデフォルト値です。 `cloud_ssd`: 標準 SSD。 `cloud_efficiency`: ウルトラディスク。課金とパフォーマンスの要件に基づいて、ディスクカテゴリを選択できます。詳細については、ブロックストレージデバイスの価格とブロックストレージのパフォーマンスを参照してください。
NAS	NAS は、並列共有アクセス、自動スケーリング、高可用性、高信頼性など、複数のメリットを提供する分散ファイルシステムです。NAS は、高スループットと高 IOPS を提供し、ランダム読み取り/書き込み操作とオンラインファイル変更をサポートしています。	データ共有 NAS は共有ストレージタイプです。NAS ボリューム上のデータには、複数のポッドから同時にアクセスできます。NAS ボリューム上のデータは、ポッドが削除されても削除されません。NAS ボリュームを使用して、ポッド間でデータを共有できます。ビッグデータ分析 NAS ファイルシステムは高スループットを提供し、多数のジョブが関係する場合の共有ストレージアクセス要件を満たします。 Web アプリケーション NAS ファイルシステムは、Web アプリケーションとコンテンツ管理システムにストレージを提供できます。ログストレージログを永続的に保存する場合は、NAS を使用することをお勧めします。	汎用 NAS ファイルシステムと Extreme NAS ファイルシステムがサポートされています。 NAS のコストとパフォーマンスに基づいて、適切な NAS タイプとストレージ仕様を選択できます。詳細については、汎用 NAS ファイルシステム、Extreme NAS ファイルシステム、およびファイルシステムの選択を参照してください。
凌雲向け CPFS (招待プレビュー)	凌雲向け Cloud Parallel File Storage (CPFS) は、インテリジェントコンピューティングシナリオ向けに高スループットと IOPS を提供し、エンドツーエンドの Remote Direct Memory Access (RDMA) ネットワークをサポートしています。	AIGC や自動運転などのインテリジェントコンピューティングシナリオ凌雲向け CPFS は、高スループットと IOPS を提供し、エンドツーエンドの RDMA ネットワークをサポートして、インテリジェントコンピューティングサービスの要件を満たします。	凌雲向け CPFS のみがサポートされています。 CPFS は招待プレビュー中で、特定のリージョンとゾーンでのみサポートされています。詳細については、凌雲向け CPFS (招待プレビュー) とはを参照してください。
OSS	OSS は、巨大で低コストの共有ストレージスペースを提供します。書き込んだデータを頻繁に変更する必要がない場合は、データを OSS ボリュームに保存することをお勧めします。	データ共有 OSS は共有ストレージタイプです。OSS ボリューム上のデータには、複数のポッドから同時にアクセスできます。OSS ボリューム上のデータは、ポッドが削除されても削除されません。OSS ボリュームを使用して、ポッド間でデータを共有できます。 Web サイトとアプリケーションの読み取り専用構成ファイル ossfs は限られたネットワークパフォーマンスを提供し、小さなファイルの読み取りに使用できます。画像、オーディオ、ビデオファイルなどの読み取り専用メディアファイル OSS は、画像、オーディオ、ビデオなどの非構造化データの保存に適しています。	課金方法とデータアクセス頻度に基づいて、ストレージクラスを選択できます。詳細については、ストレージソリューション選択のガイダンスと概要を参照してください。

Alibaba Cloud ストレージサービスの使用

ボリュームプラグイン

Container Storage Interface (CSI) は、Kubernetes コミュニティで推奨されているストレージプラグインです。ACS は、managed-csiprovisioner を ACS クラスタの CSI プラグインとして提供しており、Alibaba Cloud ストレージリソースに基づくストレージボリュームをサポートしています。

重要

CSI プラグインを使用してボリュームをマウント、アンマウント、作成、および削除する前に、CSI プラグインに他の Alibaba Cloud サービスへのアクセスを承認する必要があります。CSI は、AliyunCCCSIPluginRole Resource Access Management (RAM) ロールを担って、他の Alibaba Cloud サービスのリソースにアクセスします。詳細については、認証の概要を参照してください。

マウント方法

PV を使用して、クラウドディスクや NAS ファイルシステムなどの Alibaba Cloud ストレージリソースを定義します。PVC を PV にバインドし、ポッドのボリュームで PVC を使用してストレージリソースをマウントするように指定します。クラウドストレージリソースと PV の作成方法の違いに基づいて、クラウドストレージリソースのマウントに使用される方法は、次のタイプに分類できます。

静的にプロビジョニングされたボリューム
既存のクラウドストレージリソースに基づいて PV を作成し、PV を PVC にバインドして静的マウントを実装します。この方法では、コンテナが起動される前に PV が準備されていることが保証されるため、既存のストレージリソースが関係するシナリオに適しています。
動的にプロビジョニングされたボリューム
StorageClass を使用して、動的に作成するクラウドストレージリソースを定義し、StorageClass を PVC に関連付けることができます。システムは、PVC と StorageClass の構成に基づいて PV を自動的に作成およびバインドします。このモードはより柔軟で自動化されており、事前に PV を作成する必要はありません。

次の表は、さまざまなタイプのボリュームのマウント方法について説明しています。

Alibaba Cloud ストレージサービス	静的にプロビジョニングされたボリューム	動的にプロビジョニングされたボリューム
ディスク	サポートされていません	動的にプロビジョニングされたディスクボリュームを使用してデータを永続化できることを確認する
NAS	静的にプロビジョニングされた NAS ボリュームをマウントする	動的にプロビジョニングされた NAS ボリュームをマウントする
凌雲向け CPFS	静的にプロビジョニングされた CPFS ボリュームをマウントする	サポートされていません
OSS	静的にプロビジョニングされた OSS ボリュームをマウントする	サポートされていません

説明

永続ストレージに加えて、ディスクを一時ストレージボリュームとして使用して、一時的なデータを保持できます。このようなストレージボリュームは、ポッドとともに作成および削除されます。詳細については、一時ボリュームのマウントを参照してください。