使用雲端硬碟儲存快照 - Container Service for Kubernetes

Container ServiceKubernetes版ACK（Container Service for Kubernetes）的雲端硬碟儲存快照特性可以協助您實現應用資料的備份和恢複。本文介紹ACK的儲存快照的基本概念、使用流程，並說明如何動態、靜態建立快照。

前提條件

已建立ACK叢集，且叢集版本為1.18及以上版本。具體操作，請參見建立Kubernetes託管版叢集。
訪問指定地區的ECS控制台，確認已開啟雲端硬碟快照服務。具體操作，請參見開通快照。

背景資訊

在阿里雲ACK叢集中部署具狀態服務通常使用雲端硬碟資料卷儲存資料，雖然雲端硬碟本身提供了資料的備份（快照）恢複機制，但是如何將這種機制和Kubernetes服務整合並靈活地提供給應用使用？為瞭解決這個問題，Kubernetes使用以下兩個特性來實現備份恢複能力：

通過VolumeSnapshot資源實現雲端硬碟的備份（快照功能）。
通過PVC的DataSource功能實現資料的恢複。

計費說明

雲端硬碟快照基於阿里雲ECS快照實現，關於ECS雲端硬碟快照的計費資訊，請參見快照計費。

自2023年10月12日11:00起，阿里雲ECS快照升級新版不再收取快照極速可用儲存費和快照極速可用次數費，更多資訊，請參見快照極速可用能力。

使用說明

為了實現快照相關功能，ACK通過CRD定義了以下3個相關的資源類型。

資源類型名稱	描述
VolumeSnapshotContent	儲存後端的快照執行個體，由系統管理員建立維護，無NameSpace。類似PV概念。
VolumeSnapshot	聲明一個快照執行個體，由使用者建立維護，屬於特定Namespace。類似PVC概念。
VolumeSnapshotClass	定義一個快照類，描述建立快照使用的參數、Controller。類似StorageClass概念。

儲存快照資源的綁定規則如下：

在使用Snapshot資源類型時，和PV、PVC一樣，首先您需綁定VolumeSnapshot與VolumeSnapshotContent。
叢集會自動為正確配置了VolumeSnapshotClassName欄位的VolumeSnapshot資源，建立VolumeSnapshotContent資源。如果您沒有配置或者配置錯誤，則無法自動建立VolumeSnapshotContent，您需要手動建立VolumeSnapshotContent，並綁定VolumeSnapshot。
VolumeSnapshotContent與VolumeSnapshot綁定是一對一的關係。

重要

刪除VolumeSnapshotContent時，後端的快照也會被刪除。

動態建立快照

ACK使用雲端硬碟動態建立快照使用流程如下圖所示。 snapshot

使用PL0、PL1、PL2、PL3層級的ESSD雲端硬碟或ESSD AutoPL雲端硬碟時，動態建立的快照預設開啟快照極速可用功能。

使用流程說明如下。

流程步驟	描述
①	建立原始應用，建立雲端硬碟卷儲存資料。
②	建立VolumeSnapshot，此時叢集會自動建立VolumeSnapshotContent和儲存端的快照執行個體。
③	建立新的應用，並配置PVC引用步驟②中建立的快照對象。

上述的三個步驟實現：

備份：圖中的Volume1的資料被備份到Snapshot1。
恢複：Snapshot1的資料（也就是Volume1的資料）被恢複成Volume2。

本文樣本將通過建立MySQL應用並恢複應用的資料，說明如何使用儲存快照功能。操作步驟如下。

建立VolumeSnapshotClass快照類。

使用以下YAML內容建立volumesnapshotclass.yaml檔案。

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshotClass
metadata:
 name: default-snapclass
driver: diskplugin.csi.alibabacloud.com
parameters:
  retentionDays: "5"
deletionPolicy: Delete

參數	說明
deletionPolicy	當值為Delete時，說明刪除VolumeSnapshot時，VolumeSnapshotContent以及關聯的快照也會一起被刪除。當值為Retain時，說明刪除VolumeSnapshot時，VolumeSnapshotContent以及關聯的快照不會被刪除。
parameters.retentionDays	指定快照自動回收時間。
parameters.forceDelete	當指定forceDelete為"true"時，表示使用強制移除快照功能。自csi-provisioner組件v1.26.5-92f859a-aliyun版本起，預設使用強制移除且不可修改，此前預設為普通刪除。強制移除：強制移除使用者建立的所有已使用和未使用的快照。普通刪除：只能刪除未使用的快照。已經使用過的快照，不能使用普通刪除。

執行以下命令建立VolumeSnapshotClass快照類。
```
kubectl apply -f volumesnapshotclass.yaml
```

建立原始應用並寫入資料。

使用以下YAML內容建立mysql.yaml檔案。

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  serviceName: "mysql"
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:5.7
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-pass
              key: password
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        volumeMounts:
        - name: disk
          mountPath: /data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: disk
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "alicloud-disk-topology-alltype"
      resources:
        requests:
          storage: 20Gi
---
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mysql-pass
type: Opaque
data:
  username: dGVz****            
  password: dGVzdDEt****

執行以下命令建立應用MySQL。
```
kubectl apply -f mysql.yaml
```

執行以下命令往Pod（mysql-0）中寫入資料。

kubectl exec -it mysql-0 -- touch /data/test
kubectl exec -it mysql-0 -- ls /data

輸出：

lost+found test

建立VolumeSnapshot。
說明
- 若您叢集使用的CSI版本不低於v1.22.12-b797ad9-aliyun，建立快照時，不依賴該PVC是否有Running Pod存在，可對任意掛載過的雲端硬碟建立快照。關於CSI版本更多資訊，請參見csi-provisioner。
- 若您叢集使用的CSI版本低於v1.22.12-b797ad9-aliyun，建立快照時，則需要保證有Pod正在使用當前PVC，即保證雲端硬碟處於掛載狀態。
1. 使用以下YAML內容建立snapshot.yaml檔案。
```
apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshot
metadata:
  name: new-snapshot-demo
  namespace: default
spec:
  volumeSnapshotClassName: default-snapclass
  source:
    persistentVolumeClaimName: disk-mysql-0
```
2. 執行以下命令建立VolumeSnapshot。
```
kubectl apply -f snapshot.yaml
```
3. 執行以下命令查看是否建立VolumeSnapshot和VolumeSnapshotContent。您也可以登入ECS控制台查看快照執行個體。
  查看VolumeSnapshot命令：
```
kubectl get volumesnapshots.snapshot.storage.k8s.io
```
  輸出：
```
NAME                      AGE
new-snapshot-demo                    36m
```
  查看VolumeSnapshotContent命令：
```
kubectl get VolumeSnapshotContent
```
  輸出：
```
NAME                      AGE
snapshotcontent-222222                  36m
```

恢複資料。

使用以下YAML內容建立mysql-restore檔案。

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql-restore
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  serviceName: "mysql"
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:5.7
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-pass
              key: password
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        volumeMounts:
        - name: disk
          mountPath: /data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: disk
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "alicloud-disk-topology-alltype"
      resources:
        requests:
          storage: 20Gi
      dataSource:
        name: new-snapshot-demo
        kind: VolumeSnapshot
        apiGroup: snapshot.storage.k8s.io

說明

在volumeClaimTemplates中，需設定dataSource的類型為VolumeSnapshot，且VolumeSnapshot的名字為步驟3中建立的new-snapshot-demo。

執行以下命令恢複資料。
```
kubectl apply -f mysql-restore.yaml
```

執行以下命令查看Pod（mysql-restore-0）資料。
```
kubectl exec -it mysql-restore-0 -- ls /data
```
輸出：
```
lost+found test
```
可見在不同的Pod中返回相同的資料，實現了資料的恢複。

靜態建立快照（使用ECS上已有快照）

將已有ECS快照匯入至ACK叢集中的操作步驟如下。

使用以下YAML內容建立VolumeSnapshotContent。

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshotContent
metadata:
  name: new-snapshot-content-test
spec:
  deletionPolicy: Retain
  driver: diskplugin.csi.alibabacloud.com
  source:
    snapshotHandle: <your-snapshotid>
  volumeSnapshotRef:
    name: new-snapshot-demo
    namespace: default

參數

描述

snapshotHandle

填寫在ECS頁面上的已產生的快照ID。

volumeSnapshotRef

填寫要建立的VolumeSnapshot的資訊：

name：將要建立的VolumeSnapshot的名稱。
namespace：將要建立的VolumeSnapshot所在的命名空間。

使用以下YAML內容建立VolumeSnapshot。

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshot
metadata:
  name: new-snapshot-demo
  namespace: default
spec:
  source:
    volumeSnapshotContentName: new-snapshot-content-test

參數	描述
metadata.name	VolumeSnapshot的名稱，需要和上述VolumeSnapshotContent中指定的相同。
spec.source.volumeSnapshotContentName	當前VolumeSnapshot綁定的VolumeSnapshotContent的名稱，需與上述建立的VolumeSnapshotContent的名稱一致。

恢複資料。

使用以下YAML內容建立mysql-restore檔案。

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mysql-restore
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  serviceName: "mysql"
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: mysql:5.7
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          valueFrom:
            secretKeyRef:
              name: mysql-pass
              key: password
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        volumeMounts:
        - name: disk
          mountPath: /data
  volumeClaimTemplates:
  - metadata:
      name: disk
    spec:
      accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
      storageClassName: "alicloud-disk-topology-alltype"
      resources:
        requests:
          storage: 20Gi
      dataSource:
        name: new-snapshot-demo
        kind: VolumeSnapshot
        apiGroup: snapshot.storage.k8s.io

說明

在volumeClaimTemplates中，需設定dataSource的類型為VolumeSnapshot，且VolumeSnapshot的名字為步驟2中建立的new-snapshot-demo。

執行以下命令恢複資料。
```
kubectl apply -f mysql-restore.yaml
```

執行以下命令查看Pod（mysql-restore-0）資料。
```
kubectl exec -it mysql-restore-0 -- ls /data
```
輸出：
```
lost+found test
```
可見在不同的Pod中返回相同的資料，實現了資料的恢複。