مشاركة عبر

استخدام Azure Container Storage مع NVMe المحلي

  • مقالة

Azure Container Storage هي خدمة إدارة وحدة تخزين ونشر وتنسيق مستندة إلى السحابة تم إنشاؤها في الأصل للحاويات. توضح هذه المقالة كيفية تكوين Azure Container Storage لاستخدام القرص المؤقت مع NVMe المحلي كمخزن خلفي لأحمال عمل Kubernetes. في النهاية، سيكون لديك جراب يستخدم NVMe المحلي كمخزن له.

ما هو القرص المؤقت؟

عندما يحتاج تطبيقك إلى زمن انتقال تخزين أقل من مللي ثانية ولا يتطلب متانة البيانات، يمكنك استخدام القرص المؤقت مع Azure Container Storage لتلبية متطلبات الأداء الخاصة بك. تعني الزوال أنه يتم نشر الأقراص على الجهاز الظاهري المحلي (VM) الذي يستضيف نظام مجموعة AKS ولا يتم حفظها في خدمة تخزين Azure. سيتم فقدان البيانات على هذه الأقراص إذا قمت بإيقاف/إلغاء تخصيص الجهاز الظاهري الخاص بك.

يتوفر نوعان من القرص المؤقت: NVMe المحلي وSSD المؤقت. تم تصميم NVMe لنقل البيانات بسرعة عالية بين التخزين وCPU. اختر NVMe عندما يحتاج تطبيقك إلى IOPS أو معدل نقل أعلى من SSD المؤقت، أو يتطلب مساحة تخزين أكبر. يجب أن تدرك أن Azure Container Storage يدعم فقط النسخ المتماثل للبيانات المتزامنة ل NVMe المحلي.

نظرا للطبيعة المؤقتة لهذه الأقراص، يدعم Azure Container Storage استخدام وحدات التخزين المؤقتة العامة بشكل افتراضي عند استخدام القرص المؤقت. ومع ذلك، قد تستدعي بعض حالات الاستخدام وحدات تخزين ثابتة حتى إذا كانت البيانات غير دائمة؛ على سبيل المثال، إذا كنت تريد استخدام ملفات YAML الموجودة أو قوالب التوزيع التي تم ترميزها بشكل ثابت لاستخدام وحدات التخزين الثابتة، ويدعم حمل العمل النسخ المتماثل على مستوى التطبيق للمتانة. في مثل هذه الحالات، يمكنك تحديث تثبيت Azure Container Storage وإضافة التعليق التوضيحي acstor.azure.com/accept-ephemeral-storage=true في تعريف مطالبة وحدة التخزين الثابتة لدعم إنشاء وحدات تخزين ثابتة من تجمعات تخزين القرص المؤقتة.

المتطلبات الأساسية

  • في حال لم يكن لديك اشتراك Azure، فأنشئ حساباً مجانيّاً قبل البدء.

  • تتطلب هذه المقالة أحدث إصدار (2.35.0 أو أحدث) من Azure CLI. راجع كيفية تثبيت Azure CLI. إذا كنت تستخدم بيئة Bash في Azure Cloud Shell، فإن أحدث إصدار مثبت بالفعل. إذا كنت تخطط لتشغيل الأوامر محليا بدلا من Azure Cloud Shell، فتأكد من تشغيلها بامتيازات إدارية. لمزيد من المعلومات، راجع بدء استخدام Azure Cloud Shell.

  • ستحتاج إلى عميل سطر أوامر Kubernetes، kubectl. يتم تثبيته بالفعل إذا كنت تستخدم Azure Cloud Shell، أو يمكنك تثبيته محليا عن طريق تشغيل az aks install-cli الأمر .

  • إذا لم تكن قد قمت بتثبيت Azure Container Storage بالفعل، فاتبع الإرشادات الواردة في استخدام Azure Container Storage مع Azure Kubernetes Service.

  • تحقق مما إذا كانت منطقتك المستهدفة مدعومة في مناطق Azure Container Storage.

اختر نوع الجهاز الظاهري الذي يدعم NVMe المحلي

يتوفر القرص المؤقت فقط في أنواع معينة من الأجهزة الظاهرية. إذا كنت تخطط لاستخدام NVMe المحلي، يلزم وجود جهاز ظاهري محسن للتخزين مثل standard_l8s_v3 .

قم بتشغيل الأمر التالي للحصول على نوع الجهاز الظاهري المستخدم مع تجمع العقدة. استبدال <resource group>و<cluster name> بالقيم الخاصة بك. لا تحتاج إلى توفير قيم ل PoolName أو VmSize، لذا احتفظ بالاستعلام كما هو موضح هنا.

az aks nodepool list --resource-group <resource group> --cluster-name <cluster name> --query "[].{PoolName:name, VmSize:vmSize}" -o table

فيما يلي مثال على الإخراج.

PoolName    VmSize
----------  ---------------
nodepool1   standard_l8s_v3

نوصي بأن يكون لكل جهاز ظاهري ما لا يقل عن أربع وحدات معالجة مركزية ظاهرية (vCPUs)، ولكل تجمع عقدة ثلاث عقد على الأقل.

إنشاء وحدات تخزين عامة سريعة الزوال وإرفاقها

اتبع هذه الخطوات لإنشاء وحدة تخزين عامة سريعة الزوال وإرفاقها.

1. إنشاء تجمع تخزين

أولا، قم بإنشاء تجمع تخزين، وهو تجميع منطقي للتخزين لمجموعة Kubernetes الخاصة بك، عن طريق تعريفه في ملف بيان YAML.

إذا قمت بتمكين Azure Container Storage باستخدام az aks create أو az aks update أوامر، فقد يكون لديك بالفعل تجمع تخزين. استخدم kubectl get sp -n acstor للحصول على قائمة تجمعات التخزين. إذا كان لديك تجمع تخزين متوفر بالفعل تريد استخدامه، يمكنك تخطي هذا القسم والمتابعة إلى عرض فئات التخزين المتوفرة.

اتبع هذه الخطوات لإنشاء تجمع تخزين باستخدام NVMe المحلي.

  1. استخدم محرر النص المفضل لديك لإنشاء ملف بيان YAML مثل code acstor-storagepool.yaml.

  2. الصق التعليمات البرمجية التالية واحفظ الملف. يمكن أن تكون قيمة اسم تجمع التخزين ما تريد.

    apiVersion: containerstorage.azure.com/v1
kind: StoragePool
metadata:
  name: ephemeraldisk-nvme
  namespace: acstor
spec:
  poolType:
    ephemeralDisk:
      diskType: nvme

  3. تطبيق ملف بيان YAML لإنشاء تجمع التخزين.

    kubectl apply -f acstor-storagepool.yaml

    عند اكتمال إنشاء تجمع التخزين، سترى رسالة مثل:

    storagepool.containerstorage.azure.com/ephemeraldisk-nvme created

    يمكنك أيضا تشغيل هذا الأمر للتحقق من حالة تجمع التخزين. استبدل <storage-pool-name> بقيمة اسم تجمع التخزين. على سبيل المثال، ستكون القيمة سريعة الزوال-nvme.

    kubectl describe sp <storage-pool-name> -n acstor

عند إنشاء تجمع التخزين، سيقوم Azure Container Storage بإنشاء فئة تخزين نيابة عنك، باستخدام اصطلاح acstor-<storage-pool-name>التسمية .

2. عرض فئات التخزين المتوفرة

عندما يكون تجمع التخزين جاهزا للاستخدام، يجب تحديد فئة تخزين لتحديد كيفية إنشاء التخزين ديناميكيا عند إنشاء وحدات التخزين ونشرها.

قم بتشغيل kubectl get sc لعرض فئات التخزين المتوفرة. يجب أن تشاهد فئة تخزين تسمى acstor-<storage-pool-name>.

$ kubectl get sc | grep "^acstor-"
acstor-azuredisk-internal   disk.csi.azure.com               Retain          WaitForFirstConsumer   true                   65m
acstor-ephemeraldisk-nvme        containerstorage.csi.azure.com   Delete          WaitForFirstConsumer   true                   2m27s

هام

لا تستخدم فئة التخزين التي تم وضع علامة داخلي عليها. إنها فئة تخزين داخلية مطلوبة لكي يعمل Azure Container Storage.

3. نشر جراب مع وحدة تخزين عامة سريعة الزوال

إنشاء جراب باستخدام Fio (اختبار الإدخال/الإخراج المرن) لقياس الأداء ومحاكاة حمل العمل، الذي يستخدم وحدة تخزين سريعة الزوال عامة.

  1. استخدم محرر النص المفضل لديك لإنشاء ملف بيان YAML مثل code acstor-pod.yaml.

  2. الصق التعليمات البرمجية التالية واحفظ الملف.

    kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: fiopod
spec:
  nodeSelector:
    acstor.azure.com/io-engine: acstor
  containers:
    - name: fio
      image: nixery.dev/shell/fio
      args:
        - sleep
        - "1000000"
      volumeMounts:
        - mountPath: "/volume"
          name: ephemeralvolume
  volumes:
    - name: ephemeralvolume
      ephemeral:
        volumeClaimTemplate:
          metadata:
            labels:
              type: my-ephemeral-volume
          spec:
            accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
            storageClassName: acstor-ephemeraldisk-nvme # replace with the name of your storage class if different
            resources:
              requests:
                storage: 1Gi

    عند تغيير حجم تخزين وحدات التخزين الخاصة بك، تأكد من أن الحجم أقل من السعة المتوفرة للقرص المؤقت لعقدة واحدة. راجع التحقق من سعة القرص المؤقت للعقدة.

  3. تطبيق ملف بيان YAML لنشر الجراب.

    kubectl apply -f acstor-pod.yaml

    يجب أن ترى مخرجات مماثلة لما يلي:

    pod/fiopod created

  4. تحقق من أن الحاوية قيد التشغيل وأن مطالبة وحدة التخزين المؤقتة قد تم ربطها بنجاح بالجراب:

    kubectl describe pod fiopod
kubectl describe pvc fiopod-ephemeralvolume

  5. تحقق من اختبار fio لمعرفة حالته الحالية:

    kubectl exec -it fiopod -- fio --name=benchtest --size=800m --filename=/volume/test --direct=1 --rw=randrw --ioengine=libaio --bs=4k --iodepth=16 --numjobs=8 --time_based --runtime=60

لقد قمت الآن بنشر جراب يستخدم NVMe المحلي كمخزن له، ويمكنك استخدامه لأحمال عمل Kubernetes الخاصة بك.

إنشاء وحدات تخزين ثابتة وإرفاقها

لإنشاء وحدة تخزين ثابتة من تجمع تخزين قرص سريع الزوال، يجب تضمين تعليق توضيحي في مطالبات وحدة التخزين الثابتة (PVCs) كضمان لضمان أنك تنوي استخدام وحدات التخزين الثابتة حتى عندما تكون البيانات سريعة الزوال. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج إلى تمكين العلامة --ephemeral-disk-volume-type بالقيمة على PersistentVolumeWithAnnotation نظام المجموعة قبل إنشاء مطالبات وحدة التخزين الثابتة.

اتبع هذه الخطوات لإنشاء وحدة تخزين ثابتة وإرفاقها.

1. تحديث تثبيت Azure Container Storage

قم بتشغيل الأمر التالي لتحديث تثبيت Azure Container Storage للسماح بإنشاء وحدات تخزين ثابتة من تجمعات تخزين القرص المؤقتة.

az aks update -n <cluster-name> -g <resource-group> --enable-azure-container-storage ephemeralDisk --storage-pool-option NVMe --ephemeral-disk-volume-type PersistentVolumeWithAnnotation

2. إنشاء تجمع تخزين

إنشاء تجمع تخزين، وهو تجميع منطقي للتخزين لمجموعة Kubernetes الخاصة بك، عن طريق تعريفه في ملف بيان YAML.

إذا قمت بتمكين Azure Container Storage باستخدام az aks create أو az aks update أوامر، فقد يكون لديك بالفعل تجمع تخزين. استخدم kubectl get sp -n acstor للحصول على قائمة تجمعات التخزين. إذا كان لديك تجمع تخزين متوفر بالفعل تريد استخدامه، يمكنك تخطي هذا القسم والمتابعة إلى عرض فئات التخزين المتوفرة.

اتبع هذه الخطوات لإنشاء تجمع تخزين باستخدام NVMe المحلي.

  1. استخدم محرر النص المفضل لديك لإنشاء ملف بيان YAML مثل code acstor-storagepool.yaml.

  2. الصق التعليمات البرمجية التالية واحفظ الملف. يمكن أن تكون قيمة اسم تجمع التخزين ما تريد.

    apiVersion: containerstorage.azure.com/v1
kind: StoragePool
metadata:
  name: ephemeraldisk-nvme
  namespace: acstor
spec:
  poolType:
    ephemeralDisk:
      diskType: nvme

  3. تطبيق ملف بيان YAML لإنشاء تجمع التخزين.

    kubectl apply -f acstor-storagepool.yaml

    عند اكتمال إنشاء تجمع التخزين، سترى رسالة مثل:

    storagepool.containerstorage.azure.com/ephemeraldisk-nvme created

    يمكنك أيضا تشغيل هذا الأمر للتحقق من حالة تجمع التخزين. استبدل <storage-pool-name> بقيمة اسم تجمع التخزين. على سبيل المثال، ستكون القيمة سريعة الزوال-nvme.

    kubectl describe sp <storage-pool-name> -n acstor

عند إنشاء تجمع التخزين، سيقوم Azure Container Storage بإنشاء فئة تخزين نيابة عنك، باستخدام اصطلاح acstor-<storage-pool-name>التسمية .

3. عرض فئات التخزين المتوفرة

عندما يكون تجمع التخزين جاهزا للاستخدام، يجب تحديد فئة تخزين لتحديد كيفية إنشاء التخزين ديناميكيا عند إنشاء وحدات التخزين ونشرها.

قم بتشغيل kubectl get sc لعرض فئات التخزين المتوفرة. يجب أن تشاهد فئة تخزين تسمى acstor-<storage-pool-name>.

$ kubectl get sc | grep "^acstor-"
acstor-azuredisk-internal   disk.csi.azure.com               Retain          WaitForFirstConsumer   true                   65m
acstor-ephemeraldisk-nvme        containerstorage.csi.azure.com   Delete          WaitForFirstConsumer   true                   2m27s

هام

لا تستخدم فئة التخزين التي تم وضع علامة داخلي عليها. إنها فئة تخزين داخلية مطلوبة لكي يعمل Azure Container Storage.

4. إنشاء مطالبة وحدة تخزين ثابتة

يتم استخدام مطالبة وحدة تخزين ثابتة لتوفير التخزين تلقائيا استنادا إلى فئة تخزين. اتبع هذه الخطوات لإنشاء PVC باستخدام فئة التخزين الجديدة.

  1. استخدم محرر النص المفضل لديك لإنشاء ملف بيان YAML مثل code acstor-pvc.yaml.

  2. الصق التعليمات البرمجية التالية واحفظ الملف. يمكن أن تكون قيمة PVC name ما تريد.

    apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: ephemeralpvc
  annotations:
    acstor.azure.com/accept-ephemeral-storage: "true"
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: acstor-ephemeraldisk-nvme # replace with the name of your storage class if different
  resources:
    requests:
      storage: 100Gi

    عند تغيير حجم تخزين وحدات التخزين الخاصة بك، تأكد من أن الحجم أقل من السعة المتوفرة للقرص المؤقت لعقدة واحدة. راجع التحقق من سعة القرص المؤقت للعقدة.

  3. تطبيق ملف بيان YAML لإنشاء PVC.

    kubectl apply -f acstor-pvc.yaml

    يجب أن تلاحظ مخرجات مشابهة لـ:

    persistentvolumeclaim/ephemeralpvc created

    يمكنك التحقق من حالة PVC عن طريق تشغيل الأمر التالي:

    kubectl describe pvc ephemeralpvc

بمجرد إنشاء PVC، يكون جاهزا للاستخدام من قبل جراب.

5. نشر جراب وإرفاق وحدة تخزين ثابتة

إنشاء جراب باستخدام Fio (اختبار الإدخال/الإخراج المرن) لقياس الأداء ومحاكاة حمل العمل، وتحديد مسار تحميل وحدة التخزين الثابتة. بالنسبة إلى claimName، استخدم قيمة الاسم التي استخدمتها عند إنشاء مطالبة وحدة التخزين الدائمة.

  1. استخدم محرر النص المفضل لديك لإنشاء ملف بيان YAML مثل code acstor-pod.yaml.

  2. الصق التعليمات البرمجية التالية واحفظ الملف.

    kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: fiopod
spec:
  nodeSelector:
    acstor.azure.com/io-engine: acstor
  volumes:
    - name: ephemeralpv
      persistentVolumeClaim:
        claimName: ephemeralpvc
  containers:
    - name: fio
      image: nixery.dev/shell/fio
      args:
        - sleep
        - "1000000"
      volumeMounts:
        - mountPath: "/volume"
          name: ephemeralpv

  3. تطبيق ملف بيان YAML لنشر الجراب.

    kubectl apply -f acstor-pod.yaml

    يجب أن ترى مخرجات مماثلة لما يلي:

    pod/fiopod created

  4. تحقق من أن الحاوية قيد التشغيل وأن مطالبة وحدة التخزين الدائمة قد تم ربطها بنجاح بالجراب:

    kubectl describe pod fiopod
kubectl describe pvc ephemeralpvc

  5. تحقق من اختبار fio لمعرفة حالته الحالية:

    kubectl exec -it fiopod -- fio --name=benchtest --size=800m --filename=/volume/test --direct=1 --rw=randrw --ioengine=libaio --bs=4k --iodepth=16 --numjobs=8 --time_based --runtime=60

لقد قمت الآن بنشر جراب يستخدم NVMe المحلي ويمكنك استخدامه لأحمال عمل Kubernetes الخاصة بك.

إدارة وحدات التخزين وتجمعات التخزين

في هذا القسم، ستتعلم كيفية التحقق من السعة المتوفرة للقرص المؤقت لعقدة واحدة، وكيفية توسيع تجمع تخزين أو حذفه، وكيفية تحسين الأداء.

التحقق من سعة القرص المؤقت للعقدة

يتم تخصيص وحدة تخزين سريعة الزوال على عقدة واحدة. عند تكوين حجم وحدات التخزين المؤقتة، يجب أن يكون الحجم أقل من السعة المتوفرة للقرص المؤقت للعقدة الواحدة.

قم بتشغيل الأمر التالي للتحقق من السعة المتوفرة للقرص المؤقت لعقدة واحدة.

$ kubectl get diskpool -n acstor
NAME                                CAPACITY      AVAILABLE     USED        RESERVED    READY   AGE
ephemeraldisk-nvme-diskpool-jaxwb   75660001280   75031990272   628011008   560902144   True    21h
ephemeraldisk-nvme-diskpool-wzixx   75660001280   75031990272   628011008   560902144   True    21h
ephemeraldisk-nvme-diskpool-xbtlj   75660001280   75031990272   628011008   560902144   True    21h

في هذا المثال، السعة المتوفرة للقرص المؤقت لعقدة واحدة هي 75031990272 بايت أو 69 غيغابايت.

توسيع تجمع تخزين

يمكنك توسيع تجمعات التخزين المدعومة من NVMe المحلي لتوسيع نطاقها بسرعة وبدون وقت تعطل. تقليص تجمعات التخزين غير مدعوم حاليا.

نظرا لأن تجمع التخزين المدعوم من القرص المؤقت يستخدم موارد التخزين المحلية على عقد نظام مجموعة AKS (VMs)، فإن توسيع تجمع التخزين يتطلب إضافة عقدة أخرى إلى نظام المجموعة. اتبع هذه الإرشادات لتوسيع تجمع التخزين.

  1. قم بتشغيل الأمر التالي لإضافة عقدة إلى نظام مجموعة AKS. استبدل <cluster-name>و <nodepool name>و <resource-group-name> بقيمك الخاصة. للحصول على اسم تجمع العقدة، قم بتشغيل kubectl get nodes.

    az aks nodepool add --cluster-name <cluster name> --name <nodepool name> --resource-group <resource group> --node-vm-size Standard_L8s_v3 --node-count 1 --labels acstor.azure.com/io-engine=acstor

  2. قم بتشغيل kubectl get nodes وسترى أنه تمت إضافة عقدة إلى نظام المجموعة.

  3. قم بتشغيل kubectl get sp -A ويجب أن ترى أن سعة تجمع التخزين قد زادت.

حذف تجمع تخزين

إذا كنت تريد حذف تجمع تخزين، فقم بتشغيل الأمر التالي. استبدل <storage-pool-name> باسم تجمع التخزين.

kubectl delete sp -n acstor <storage-pool-name>

تحسين الأداء عند استخدام NVMe المحلي

اعتمادا على متطلبات أداء حمل العمل الخاص بك، يمكنك الاختيار من بين ثلاثة مستويات أداء مختلفة: Basic وStandard وPremium. سيؤثر تحديدك على عدد وحدات vCPUs التي تستهلكها مكونات Azure Container Storage في العقد التي تم تثبيتها فيها. Standard هو التكوين الافتراضي إذا لم تقم بتحديث مستوى الأداء.

توفر هذه المستويات الثلاثة مجموعة مختلفة من IOPS. يحتوي الجدول التالي على إرشادات حول ما يمكن أن تتوقعه مع كل من هذه المستويات. استخدمنا FIO، وهي أداة قياس مرجعي شائعة، لتحقيق هذه الأرقام بالتكوين التالي:

  • AKS: عقدة SKU - Standard_L16s_v3؛
  • FIO: حجم الكتلة - 4 كيلوبايت؛ عمق قائمة الانتظار - 32؛ Numjobs - عدد الذاكرات الأساسية المعينة لمكونات تخزين الحاوية؛ نمط الوصول - عشوائي؛ حجم مجموعة العامل - 32G
المستوى عدد وحدات المعالجة المركزية الظاهرية قراءة IOPS بنسبة 100٪ 100٪ كتابة IOPS
Basic 12.5٪ من إجمالي الذاكرات الأساسية للجهاز الظاهري ما يصل إلى 100,000 ما يصل إلى 90,000
Standard (افتراضي) 25٪ من إجمالي الذاكرات الأساسية للجهاز الظاهري ما يصل إلى 200,000 ما يصل إلى 180,000
Premium 50٪ من إجمالي مراكز الأجهزة الظاهرية ما يصل إلى 400,000 ما يصل إلى 360,000

إشعار

سيظل استهلاك ذاكرة الوصول العشوائي والصفحات الضخمة متسقا عبر جميع المستويات: 1 جيبي بايت من ذاكرة الوصول العشوائي و2 جيبي بايت من الصفحات الضخمة.

بمجرد تحديد مستوى الأداء الذي يتوافق بشكل أفضل مع احتياجاتك، يمكنك تشغيل الأمر التالي لتحديث مستوى الأداء لتثبيت Azure Container Storage. استبدل <performance tier> بأساسي أو قياسي أو متميز.

az aks update -n <cluster-name> -g <resource-group> --enable-azure-container-storage <storage-pool-type> --ephemeral-disk-nvme-perf-tier <performance-tier>

(راجع أيضًا )