如何接入 K8s 持久化存储?K8s CSI 实现机制浅析 (2)

上面流程的每个步骤,其实就对应了 CSI 提供的标准接口,云存储厂商只需要按标准接口实现自己的云存储插件,即可与 K8s 底层编排系统无缝衔接起来,提供多样化的云存储、备份、快照(snapshot)等能力。

多组件协同

为实现具有高扩展性、out-of-tree 的持久卷管理能力,在 K8s CSI 实现中,相关协同的组件有:

如何接入 K8s 持久化存储?K8s CSI 实现机制浅析

组件介绍

kube-controller-manager:K8s 资源控制器,主要通过 PVController, AttachDetach 实现持久卷的绑定(Bound)/解绑(Unbound)、附着(Attach)/分离(Detach);

CSI-plugin:K8s 独立拆分出来,实现 CSI 标准规范接口的逻辑控制与调用,是整个 CSI 控制逻辑的核心枢纽;

node-driver-registrar:是一个由官方 K8s sig 小组维护的辅助容器(sidecar),它使用 kubelet 插件注册机制向 kubelet 注册插件,需要请求 CSI 插件的 Identity 服务来获取插件信息;

external-provisioner:是一个由官方 K8s sig 小组维护的辅助容器(sidecar),主要功能是实现持久卷的创建(Create)、删除(Delete);

external-attacher:是一个由官方 K8s sig 小组维护的辅助容器(sidecar),主要功能是实现持久卷的附着(Attach)、分离(Detach);

external-snapshotter:是一个由官方 K8s sig 小组维护的辅助容器(sidecar),主要功能是实现持久卷的快照(VolumeSnapshot)、备份恢复等能力;

external-resizer:是一个由官方 K8s sig 小组维护的辅助容器(sidecar),主要功能是实现持久卷的弹性扩缩容,需要云厂商插件提供相应的能力;

kubelet:K8s 中运行在每个 Node 上的控制枢纽,主要功能是调谐节点上 Pod 与 Volume 的附着、挂载、监控探测上报等;

cloud-storage-provider:由各大云存储厂商基于 CSI 标准接口实现的插件,包括 Identity 身份服务、Controller 控制器服务、Node 节点服务;

组件通信

由于 CSI plugin 的代码在 K8s 中被认为是不可信的,因此 CSI Controller Server 和 External CSI SideCar、CSI Node Server 和 Kubelet 通过 Unix Socket 来通信,与云存储厂商提供的 Storage Service 通过 gRPC(HTTP/2) 通信:

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RPC 调用

从 CSI 标准规范可以看到,云存储厂商想要无缝接入 K8s 容器编排系统,需要按规范实现相关接口,相关接口主要为:

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Identity 身份服务:Node Plugin 和 Controller Plugin 都必须实现这些 RPC 集,协调 K8s 与 CSI 的版本信息,负责对外暴露这个插件的信息。

Controller 控制器服务:Controller Plugin 必须实现这些 RPC 集,创建以及管理 Volume,对应 K8s 中 attach/detach volume 操作。

Node 节点服务:Node Plugin 必须实现这些 RPC 集,将 Volume 存储卷挂载到指定目录中,对应 K8s 中的 mount/unmount volume 操作。

相关 RPC 接口功能如下:

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创建/删除 PV

K8s 中持久卷 PV 的创建(Create)与删除(Delete),由 external-provisioner 组件实现,相关工程代码在:【https://github.com/kubernetes-csi/external-provisioner】

首先,通过标准的 cmd 方式获取命令行参数,执行 newController -> Run() 逻辑,相关代码如下:

// external-provisioner/cmd/csi-provisioner/csi-provisioner.go main() { ... // 初始化控制器,实现 Volume 创建/删除接口 csiProvisioner := ctrl.NewCSIProvisioner( clientset, *operationTimeout, identity, *volumeNamePrefix, *volumeNameUUIDLength, grpcClient, snapClient, provisionerName, pluginCapabilities, controllerCapabilities, ... ) ... // 真正的 ProvisionController,包装了上面的 CSIProvisioner provisionController = controller.NewProvisionController( clientset, provisionerName, csiProvisioner, provisionerOptions..., ) ... run := func(ctx context.Context) { ... // Run 运行起来 provisionController.Run(ctx) } }

接着,调用 PV 创建/删除流程:

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