k8sceph：構建高效的容器化存儲

一、基礎概念

k8sceph是一種基於Kubernetes集群的ceph存儲系統。Ceph是一種分布式存儲系統，可提供高可用性、高性能和靈活性。而Kubernetes則是一種容器編排平台，它可以管理多個容器的運行、伸縮、升級和滾動重啟。

將Ceph存儲與Kubernetes平台集成能夠構建高效的容器化存儲。Kubernetes通過動態卷管理器（dynamic volume provisioner）將Ceph RBD卷（Ceph block device）作為Kubernetes卷，使應用程序可以像使用本地卷一樣使用Ceph卷。k8sceph構建在此基礎上，它通過添加一些額外的功能，使得基於Ceph的存儲在Kubernetes環境中更容易管理。以下是k8sceph的主要功能：

• 動態卷管理器，管理塊存儲和分布式文件系統（CephFS）的卷;
• 監控ceph存儲群集和節點的健康狀況;
• 檢查並報告存儲群集中的問題;
• 自動修復存儲群集中的問題;
• 自動擴展存儲群集，以適應應用程序的需求。

二、動態卷管理器

k8sceph的動態卷管理器用於管理塊存儲和分布式文件系統（CephFS）的卷。它基於Kubernetes的Dynamic Volume Provisioner機制實現。當應用程序請求使用Ceph卷時，動態卷管理器會在Ceph存儲集群中為該卷創建一個適當的Pool或者FileSystem，然後為它分配一個唯一的名稱。此後，該卷就可以被作為Kubernetes的持久性卷使用。使用k8sceph，可以不需要人工干預就能夠自動創建和刪除Ceph卷。

在k8sceph系統中，使用`StorageClass`資源定義不同存儲類型的參數，從而可以定義Ceph存儲的各種參數（例如、Pool大小、驅動程序、條帶化設置等等）。在下面的示例中，我們使用CephFS創建一個動態卷，然後使用該卷作為持久性卷：

kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
  name: cephfs
provisioner: ceph.com/cephfs
parameters:
  monitors: mon1.example.com:6789,mon2.example.com:6789,mon3.example.com:6789
  adminID: admin
  adminKey: AQC5fydcmAAAAABAAlzezJ8rdUj8JbQHUUO9pg==
  user: k8s
  password: AQC5fydcmAAAAABAB3uVno3ZuRLHMB5azKyHqw==
  pool: kube
  rootPath: /kubernetes
  fsName: cephfs-kubernetes
---
kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: cephfs-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: cephfs
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

三、健康檢查和自動修復

k8sceph的監控功能負責監視Ceph存儲集群和節點的健康狀況。當發現問題時，k8sceph會嘗試自動修復這些問題。通過使用k8sceph，管理員可以更加輕鬆地維護存儲群集，並快速診斷和解決問題。

在k8sceph中，使用`CephHealthCheck`資源定義檢查存儲群集的健康狀況。在下面的示例中，我們使用`CephHealthCheck`檢查Ceph存儲群集的健康狀況。如果檢查失敗，則會觸發`CephHealthCheckAction`資源，並執行`repairPool`命令修復損壞的存儲池（僅作為示例，實際操作可能有所不同）：

apiVersion: ceph.com/v1alpha1
kind: CephHealthCheck
metadata:
  name: ceph-health-check
spec:
  monCount: 3
  actionSpec:
    name: repair-pool
    image: ceph/daemon
    command: ceph osd repair-pool kube-pool
    privileged: true
---
apiVersion: ceph.com/v1alpha1
kind: CephHealthCheckAction
metadata:
  name: ceph-health-check-action
spec:
  healthCheckName: ceph-health-check
  actionSpecName: repair-pool
  maxSize: 10

四、自動擴展存儲群集

k8sceph的自動擴展功能可以自動分配新的Ceph存儲節點，並將其添加到存儲集群中。該功能對於需要大量存儲和I/O吞吐量的應用程序尤其有用。使用k8sceph，管理員可以在不中斷已經在運行的應用程序的同時，快速增加存儲群集中可用的存儲容量。

在k8sceph中，使用`ScaleUp`資源規定了自動擴展的方式。在下面的示例中，我們使用`ScaleUp`資源，規定了當`cephfs-pvc`的使用率超過80%時，自動為存儲集群添加1個節點：

apiVersion: ceph.com/v1alpha1
kind: ScaleUp
metadata:
  name: ceph-scale-up
spec:
  storageClassName: cephfs
  sizeLimitPercentage: 80
  replicas: 1

五、總結

k8sceph是一種基於Kubernetes集群的Ceph存儲系統。它利用Kubernetes的動態卷管理器為應用程序提供Ceph存儲的支持，並具備健康檢查、自動修復和自動擴展等功能。使用k8sceph，可以更加輕鬆地管理Ceph存儲，提高存儲系統的可靠性、可擴展性和可恢復性。