Najlepsze rozwiązania dotyczące magazynu i tworzenia kopii zapasowych w usłudze Azure Kubernetes Service (AKS)

Podczas tworzenia klastrów i zarządzania nimi w usłudze Azure Kubernetes Service (AKS) aplikacje często potrzebują magazynu. Upewnij się, że rozumiesz potrzeby dotyczące wydajności podów i metody dostępu do danych, aby móc wybrać najlepszą pamięć masową dla aplikacji. Rozmiar węzła usługi AKS może mieć wpływ na wybór rozwiązań pamięci masowej. Zaplanuj sposoby tworzenia kopii zapasowych i testowania procesu przywracania dla dołączonej pamięci masowej.

Ten artykuł dotyczący najlepszych rozwiązań koncentruje się na zagadnieniach dotyczących magazynu dla operatorów klastra. Z tego artykułu dowiesz się:

Wybieranie odpowiedniego typu magazynu

Wskazówki dotyczące najlepszych rozwiązań

Poznaj potrzeby swojej aplikacji, aby wybrać odpowiednie rozwiązanie pamięciowe. Używaj magazynu opartego na dyskach SSD o wysokiej wydajności na potrzeby obciążeń produkcyjnych. Zaplanuj magazyn oparty na sieci, gdy potrzebujesz wielu połączeń współbieżnych.

Aplikacje często wymagają różnych typów i szybkości magazynowania. Określ najbardziej odpowiedni typ magazynu, zadając następujące pytania.

• Czy Twoje aplikacje wymagają przechowywania, które łączy się z poszczególnymi zasobnikami?
• Czy aplikacje wymagają magazynu współużytkowanego w wielu zasobnikach?
• Czy magazyn służy do uzyskiwania dostępu tylko do odczytu do danych?
• Czy magazyn będzie używany do zapisywania dużych ilości danych ustrukturyzowanych?

W poniższej tabeli przedstawiono dostępne typy magazynów i ich możliwości:

Usługa AKS udostępnia dwa podstawowe typy bezpiecznego magazynu dla woluminów wspieranych przez usługę Azure Disks lub Azure Files. Oba używają domyślnego szyfrowania usługi Azure Storage Service (SSE), które szyfruje dane w spoczynku. Dysków nie można zaszyfrować przy użyciu usługi Azure Disk Encryption na poziomie węzła usługi AKS. W przypadku udziałów usługi Azure Files nie ma limitu co do liczby udziałów, które mogą być zamontowane na węźle.

Usługi Azure Files i Dyski platformy Azure są dostępne w warstwach wydajności Standardowa i Premium:

• Dyski Premium
  • Wspierane przez dyski półprzewodnikowe o wysokiej wydajności (SSD).
  • Zalecane dla wszystkich obciążeń produkcyjnych.
• Dyski Standardowe
  • Poparte zwykłymi dyskami wirowymi (HDD).
  • Dobra w przypadku archiwizowania lub rzadko używanych danych.

Mimo że domyślna warstwa pamięci dla sterownika CSI dysku platformy Azure to Premium SSD, niestandardowa klasa StorageClass może używać SSD w warstwie Premium, SSD w warstwie Standardowej lub HDD w warstwie Standardowej.

Poznaj wymagania dotyczące wydajności aplikacji i wzorce dostępu, aby wybrać odpowiednią warstwę magazynowania. Aby uzyskać więcej informacji na temat rozmiarów dysków zarządzanych i warstw wydajności, zobacz Omówienie funkcji Dyski zarządzane platformy Azure.

Tworzenie klas magazynu i używanie ich do definiowania potrzeb aplikacji

Zdefiniuj typ magazynu, który ma być używany przy użyciu klas magazynu Kubernetes. Klasa magazynowania jest następnie przywoływana w specyfikacji zasobnika lub wdrożenia. Definicje klas magazynu współpracują ze sobą, aby utworzyć odpowiednią przestrzeń dyskową i połączyć ją z podami.

Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z Klasami pamięci w usłudze AKS.

Dopasowanie rozmiaru węzłów na potrzeby przechowywania danych

Wskazówki dotyczące najlepszych rozwiązań

Każdy rozmiar węzła obsługuje maksymalną liczbę dysków. Różne rozmiary węzłów zapewniają również różne ilości magazynu lokalnego i przepustowości sieci. Zaplanuj odpowiednio wymagania aplikacji, aby wdrożyć odpowiedni rozmiar węzłów.

Węzły usługi AKS działają jako różne typy i rozmiary maszyn wirtualnych platformy Azure. Każdy rozmiar maszyny wirtualnej zapewnia:

• Inna ilość zasobów podstawowych, takich jak procesor CPU i pamięć.
• Maksymalna liczba dysków, które można dołączyć.

Wydajność magazynu różni się również między rozmiarami VM pod względem maksymalnej liczby IOPS (operacji wejścia/wyjścia na sekundę) na dysku lokalnym i podłączonym.

Jeśli aplikacje wymagają Azure Disks jako rozwiązania do przechowywania, zaplanuj odpowiedni rozmiar maszyny wirtualnej węzła. Możliwości magazynu i ilości procesora CPU i pamięci odgrywają ważną rolę podczas podejmowania decyzji o rozmiarze maszyny wirtualnej.

Na przykład zarówno rozmiar VM Standard_B2ms, jak i Standard_DS2_v2 obejmują podobne zasoby CPU i pamięci, ale ich potencjalna wydajność w zakresie pamięci masowej różni się:

W tym przykładzie Standard_DS2_v2 oferuje dwa razy więcej dołączonych dysków i trzy do czterech razy więcej operacji we/wy na sekundę i przepływność dysku. Jeśli porównasz tylko podstawowe zasoby obliczeniowe i porównasz koszty, możesz wybrać Standard_B2ms rozmiar maszyny wirtualnej o niskiej wydajności magazynu i ograniczeniach.

Skontaktuj się z zespołem deweloperów aplikacji, aby zrozumieć ich pojemność magazynu i wymagania dotyczące wydajności. Wybierz odpowiedni rozmiar maszyny wirtualnej dla węzłów usługi AKS, aby spełnić lub przekroczyć ich wymagania dotyczące wydajności. Regularnie analizuj aplikacje, aby w razie potrzeby dostosować rozmiar maszyny wirtualnej.

Aby uzyskać więcej informacji na temat dostępnych rozmiarów maszyn wirtualnych, zobacz Rozmiary maszyn wirtualnych z systemem Linux na platformie Azure.

Rozważ efemeryczne dyski danych NVMe, aby uzyskać maksymalną wydajność

Wskazówki dotyczące najlepszych rozwiązań

Rozważ wykorzystanie efemerycznych dysków danych NVMe, gdy potrzebujesz najwyższej przepustowości oraz liczby operacji we/wy na sekundę, a Twoje obciążenie może tolerować tymczasowy charakter lokalnego magazynowania. Efemeryczne dyski danych NVMe zapewniają niskie opóźnienia i pamięć dołączoną do hosta, która dostarcza najwyższą liczbę operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) i przepustowość dostępną na platformie Azure. Dyski NVMe są dostępne na maszynach wirtualnych serii L, serii E i procesorów GPU z rozszerzającą się obsługą nowszych rodzin maszyn wirtualnych platformy Azure v6 i v7, takich jak seria D, seria F, seria H.

Magazyn oparty na dyskach NVMe zwiększa obciążenia wymagające szybkiego buforowania, magazynu tymczasowego lub przejściowego przetwarzania danych. Eliminuje to zależność od dysków zdalnych o wysokiej wydajności, które zwykle wymagają największych i najbardziej kosztowych konfiguracji maszyn wirtualnych w celu uzyskania optymalnej wydajności.

Typowe scenariusze, które korzystają z efemerycznych dysków danych NVMe, obejmują:

• Potoki szkoleniowe lub inferencyjne AI, które przygotowują duże zestawy danych lub punkty kontrolne pomiędzy iteracjami
• Bazy danych o wysokiej wydajności lub silniki strumieniowe, utrzymujące repliki lub dzienniki w zasobnikach
• Zadania analityczne Batch, które wymagają tymczasowej przestrzeni do przechowywania lub przestawiania

Ponieważ dane NVMe są powiązane z instancją węzła, zaplanuj budżety zakłóceń dla zasobników i upewnij się, że aplikacja może szybko odbudować się z trwałego magazynu lub replikacji. Dane umieszczone na tych dyskach są tracone przy każdym cofnięciu przydziału węzła, ponownym obrazie lub awarii.

Aby uzyskać dalsze zalecenia dotyczące efemerycznych dysków danych NVMe, zobacz Najlepsze rozwiązania dotyczące efemerycznych dysków danych NVMe w usłudze Azure Kubernetes Service (AKS). Aby uwidocznić pojemność NVMe zasobnikom, użyj usługi Azure Container Storage, która może organizować i tworzyć tymczasowe lub trwałe woluminy wspierane przez lokalne dyski NVMe. Aby uzyskać wskazówki dotyczące implementacji, zobacz Używanie usługi Azure Container Storage z usługą AKS.

Dynamicznie przydzielaj woluminy

Wskazówki dotyczące najlepszych rozwiązań

Aby zmniejszyć nakład pracy związany z zarządzaniem i włączyć skalowanie, unikaj statycznego tworzenia i przypisywania trwałych woluminów. Użyj dynamicznej aprowizacji. W klasach pamięci zdefiniuj odpowiednią politykę odzyskiwania, aby zminimalizować niepotrzebne koszty magazynowania po usunięciu podów.

Aby dołączyć pamięć masową do zasobników, użyj woluminów trwałych. Woluminy trwałe można tworzyć ręcznie lub dynamicznie. Ręczne tworzenie woluminów trwałych zwiększa nakłady pracy związane z zarządzaniem i ogranicza możliwość skalowania. Zamiast tego aprowizuj wolumin trwały dynamicznie, aby uprościć zarządzanie magazynem i umożliwić aplikacjom zwiększanie i skalowanie zgodnie z potrzebami.

Żądanie trwałego wolumenu (PVC) umożliwia dynamiczne tworzenie pamięci zgodnie z potrzebami. Dyski platformy Azure są tworzone, gdy zasobniki je żądają. W definicji zasobnika zażądaj utworzenia woluminu i dołącz go do wyznaczonej ścieżki instalacji.

Aby zapoznać się z pojęciami dotyczącymi dynamicznego tworzenia i używania woluminów, zobacz Żądania Stałych Woluminów.

Aby zobaczyć te woluminy w działaniu, zobacz, jak dynamicznie tworzyć i używać woluminu trwałego z dyskami platformy Azure lub usługą Azure Files.

W ramach definicji klas magazynu ustaw odpowiednią politykę odzyskiwania. To polecenie reclaimPolicy steruje zachowaniem bazowego zasobu usługi Azure Storage po usunięciu zasobnika. Bazowy zasób magazynu może zostać usunięty lub zachowany na potrzeby przyszłego użycia poda. Ustaw wartość reclaimPolicy, aby zachować lub usunąć.

Poznaj potrzeby aplikacji i zaimplementuj regularne kontrole zachowanego magazynu, aby zminimalizować ilość nieużywanego i rozliczanego magazynu.

Aby uzyskać więcej informacji na temat opcji klasy magazynu, zobacz Zasady odzyskiwania magazynu.

Zabezpieczanie i tworzenie kopii zapasowych danych

Wskazówki dotyczące najlepszych rozwiązań

Utwórz kopię zapasową danych przy użyciu odpowiedniego narzędzia dla typu magazynu, takiego jak Velero lub Azure Backup. Sprawdź integralność i bezpieczeństwo tych kopii zapasowych.

Gdy aplikacje przechowują i zużywają dane utrwalone na dyskach lub w plikach, należy wykonać regularne kopie zapasowe lub migawki tych danych. Usługa Azure Disks może używać wbudowanych technologii migawek. Może być konieczne opróżnienie zapisu na dysk przez Twoje aplikacje przed wykonaniem operacji migawki. Platforma Velero może tworzyć kopie zapasowe woluminów trwałych wraz z dodatkowymi zasobami i konfiguracjami klastra. Jeśli nie możesz usunąć stanu z aplikacji, wykonaj kopię zapasową danych z woluminów trwałych i regularnie przetestuj operacje przywracania, aby zweryfikować integralność danych i wymagane procesy.

Zrozum ograniczenia różnych metod tworzenia kopii zapasowych danych i w razie potrzeby wstrzymaj aktywność danych przed utworzeniem migawki. Kopie zapasowe danych nie muszą umożliwiać przywracania środowiska aplikacji wdrożenia klastra. Aby uzyskać więcej informacji na temat tych scenariuszy, zobacz Best practices for business continuity and disaster recovery in AKS (Najlepsze rozwiązania dotyczące ciągłości działania i odzyskiwania po awarii w usłudze AKS).

Dalsze kroki

Ten artykuł koncentruje się na najlepszych praktykach dotyczących przechowywania danych w AKS. Aby uzyskać więcej informacji na temat podstaw magazynu na platformie Kubernetes, zobacz Pojęcia dotyczące magazynu dla aplikacji w usłudze AKS.