Kubernetes容器存储：请选对的
根据2019年最新的Gartner的分析数据显示，到2022年，全球75%的企业将在生产环境中使用容器。而从2018年开始，在容器平台上运行的应用程序，已经有超过一半的是有状态应用，例如数据库等。对于无状态应用来说，无论是节点故障，还是扩容，在容器平台上都能轻松应对，但对于有状态应用来说，就没那么容易了，必须要配合合适的容器存储软件，才能满足业务的需求。
为了满足容器对存储的迫切需求，Kubernetes从v1.2版本开始支持FlexVolume, 但由于FlexVolume对于宿主操作系统有侵入性，因此使用上还是有一定局限性。Kubernetes从 v1.9版本开始支持Container Storage Interface(CSI) , 到v1.13版本GA, 可以说CSI 是未来Kubernetes支持存储的大方向，任何一个现有或者新生的存储软件要想支持容器编排平台（Kubernetes、Mesos、Docker Swarm等），都需要实现CSI接口。从官方的列表https://kubernetes-csi.github.io/docs/drivers.html可以看到，已经有大量的存储软件支持了CSI接口，为Kubernetes平台之上的容器提供数据持久化的能力。
焱融云YRCloudFile支持的CSI接口
焱融云YRCloudFile支持的CSI接口然而，CSI接口只是容器存储的必要条件，如何从众多的存储中选择一个合适的，我们来逐条分析一下。
Kubernetes的整合能力
- Prometheus监控展示
Prometheus作为CNCF版图中重要的一员，已经在Kubernetes平台中占领了C位，从用户的角度来说，容器管理可以使用Kubernetes平台，对计算节点以及容器的监控，可以采用Grafana+Prometheus以及AlertManager。如果容器存储可以把监控数据统一暴露到容器平台内，对于用户来说可以统一观察到所有集群的状态，提高运维的效率。YRCloudFile提供Prometheus exporter，为Kubernetes平台中的Prometheus server提供存储集群的实时监控数据。
- QoS支持
容器基于Cgroup实现了对CPU，Memory资源使用的限制，对于存储，用户同样希望可以限制Quota, 甚至IOPS以及Bandwidth, 避免某一个容器的恶意使用影响所在节点甚至整个集群的正常工作。YRCloudFile支持用户设置PV的Quota、IOPS、Bandwidth，控制PV的QoS，确保集群内的数据访问不受异常访问的影响。
容器应用特性
- ReadWriteMany（RWX）
从社区目前支持的CSI 存储列表中我们可以看到，容器存储基本上分为两种类型，一种为文件系统存储，一种为块存储。基于块存储的方案大多无法支持ReadWriteMany的访问方式，例如 CephRBD, OpenEBS等，这对一些应用的部署方式将产生影响，例如典型的WordPress高可靠部署时，需要一个共享的PV来保持数据的一致，虽然OpenEBS也提供了WorkAround的解决方案，但这个方案采用的是一个NFS的pod来做reexport，很明显，NFS server存在单点故障的风险。同样地，在ElasticSearch，以及一些共享文件访问的场景中，RWX或ROX都是必须支持的读写模式。
YRCloudFile支持RWX、RWO、ROX读写模式，为各种业务提供所需的读写访问模式。
- 大文件小文件混合读写
随着各式各样的应用运行在容器平台之上，对数据的IO模式也不再统一，既有大量的小IO, 动辄上亿的小文件，也有对带宽吞吐有要求的大文件。以GlusterFS举例，曾碰到典型的用户场景，就是存储的都是大文件（例如日志）时工作良好，但是当容器内需要产生海量小文件时，性能上就捉襟见肘了。
上层应用中文件大小和文件数量的趋势
上层应用中文件大小和文件数量的趋势YRCloudFile针对此场景做了特定的优化，小IO的随机读写的能力远高于GluserFS, 同时YRCloudFile支持底层直接操作物理磁盘（Raw Disk Storage Engine），减小了物理服务器上文件系统的损耗，进一步提升了集群读写性能。
- PV数据的“天眼查”
容器相比虚拟机的一个优势就是资源消耗小，所以同样的物理规模，可运行的容器数量要远大于虚拟机数量，PV(容器持久化数据卷)的数量也因此会达到比较大的规模，如何从众多的PV中找到业务瓶颈，例如IOPS消耗高、存储容量消耗多的PV，甚至用户如何了解某个PV内的数据的热度分布，是否可以删除一些历史数据？
在客户的实际生产环境中，用户创建了数千个PV，逐个排查Pod来寻找读写热点和瓶颈几乎是不可能的任务，通过YRCloudFile的PV Hot Spot功能，可以帮助用户快速定位数据读写热点。
在单个PV内部，哪些数据是经常访问的？哪些是冷数据？哪些文件占用空间多？YRCloudFile的PV Insight功能可以帮助客户达成上述目的。
可用性
- 容器重建
容器应用的一个特点就是启动快，同时当容器平台发现某一个容器出现问题时，会自动利用调度器，在其他的节点上快速重建容器。
在使用基于块的容器存储时，例如CephRBD, 由于块设备的特性，系统首先要从故障节点进行umount/detach，成功后才能重新attach到新的宿主服务器，进而mount到容器内，对于块设备来说，detach/attach是一个耗时的操作。当计算节点故障，需要对该节点上大量有状态Pod触发重建操作时，更是对业务恢复时间造成影响。
YRCloudFile采用分布式文件结构，数据在所有的节点都可见，对所有节点上的容器都是透明的，避免了detach/attach的操作，极大缩短了容器跨节点重建的过程。正所谓你看见看不见，数据都在那里，不离不弃。
高性能
业务的性能需求无极限。存储性能高，意味着上层业务处理能力会更强。YRCloudFile可以充分利用高性能的网络设备，从网络传输层进行对应的优化，可以更好地发挥RDMA网络的能力，对小IO读写性能有大幅提升。
总结
无论是软件定义的分布式存储，还是传统的集中是存储，存储是多种多样，但是当我们面临容器存储的选择时，需要考虑多方面的因素。传统存储由于所处时代以及解决的主要问题的不同，无法满足容器平台全部的需求。新兴的软件定义存储良莠不齐，需要根据容器平台应用的特点，来选择一款合适的容器存储软件，YRCloudFile无疑是客户建设容器云平台时的最佳选择。
关于焱融云
焱融云是一家以软件定义存储技术为核心竞争力的高新技术企业，在分布式存储等关键技术上拥有自主知识产权，是容器存储的领导者。焱融云针对各行业业务特性，打造个性化行业解决方案，提供一站式的产品与服务。焱融云系列产品已服务于金融、政府、制造业、互联网等行业的众多客户。了解更多焱融科技信息，请访问官网http://www.yanrongyun.com。