Kubernetes 1.23：树内存储向 CSI 卷迁移工作的进展更新

灵雀云

发布于 2021-12-29 07:44:22

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发布于 2021-12-29 07:44:22

自 Kubernetes v1.14 引入容器存储接口（Container Storage Interface, CSI）的工作达到 alpha 阶段后，自 v1.17 起，Kubernetes 树内存储插件（in-tree storage plugin）向 CSI 的迁移基础设施已步入 beta 阶段。自那时起，Kubernetes 存储特别兴趣组（special interest groups, SIG）及其他 Kubernetes 特别兴趣组就在努力确保这一功能的稳定性和兼容性，为正式发布做准备。本文旨在介绍该功能的最新开发进展，以及 Kubernetes v1.17 到 v1.23 之间的变化。此外，我还将介绍每个存储插件的 CSI 迁移功能达到正式发布阶段的未来路线图。

快速回顾：CSI 迁移功能是什么？为什么要迁移？

容器存储接口旨在帮助 Kubernetes 取代其现有的树内存储驱动机制──特别是供应商的特定插件。自 v1.13 起，Kubernetes 对容器存储接口的支持工作已达到正式发布阶段。引入对 CSI 驱动的支持，将使得 Kubernetes 和存储后端技术之间的集成工作更易建立和维护。使用 CSI 驱动可以实现更好的可维护性（驱动作者可以决定自己的发布周期和支持生命周期）、减少出现漏洞的机会（得益于更少的树内代码，出现错误的风险会降低。另外，集群操作员可以只选择集群需要的存储驱动）。随着更多的 CSI 驱动诞生并进入生产就绪阶段，Kubernetes 存储特别兴趣组希望所有 Kubernetes 用户都能从 CSI 模型中受益──然而，我们不应破坏与现有存储 API 类型的 API 兼容性。对此，我们给出的解决方案是 CSI 迁移：该功能实现将树内存储 API 翻译成等效的 CSI API，并把操作委托给一个替换的 CSI 驱动来完成。 CSI 迁移工作使存储后端现有的树内存储插件（如 kubernetes.io/gce-pd 或 kubernetes.io/aws-ebs）能够被相应的 CSI 驱动所取代。如果 CSI 迁移功能正确发挥作用，Kubernetes 终端用户应该不会注意到有什么变化。现有的 StorageClass、PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim 对象应继续工作。当 Kubernetes 集群管理员更新集群以启用 CSI 迁移功能时，利用到 PVCs[1]（由树内存储插件支持）的现有工作负载将继续像以前一样运作──不过在幕后，Kubernetes 将所有存储管理操作（以前面向树内存储驱动的）交给 CSI 驱动控制。举个例子。假设你是 kubernetes.io/gce-pd 用户，在启用 CSI 迁移功能后，你仍然可以使用 kubernetes.io/gce-pd 来配置新卷、挂载现有的 GCE-PD 卷或删除现有卷。所有现有的 API/接口仍将正常工作──只不过，底层功能调用都将通向 GCE PD CSI 驱动，而不是 Kubernetes 的树内存储功能。这使得 Kubernetes 终端用户可以顺利过渡。另外，对于存储插件的开发者，我们可以减少他们维护树内存储插件的负担，并最终将这些插件从 Kubernetes 核心的二进制中移除。

改进与更新

在 Kubernetes v1.17 及更早的工作基础上，此后的发布有了以下一系列改变：

新的特性门控

Kubernetes v1.21 弃用了 CSIMigration{provider}Complete 特性参数（feature flag），它们不再生效。取而代之的是名为 InTreePlugin{vendor}Unregister 的新特性参数，它们保留了 CSIMigration{provider}Complete 提供的所有功能。 CSIMigration{provider}Complete 是作为 CSI 迁移功能在所有节点上启用后的补充特性门控于之前引入的。这个参数可注销参数名称中 {provider} 部分所指定的树内存储插件。当你启用该特性门控时，你的集群不再使用树内驱动代码，而是直接选择并使用相应的 CSI 驱动。同时，集群并不检查节点上 CSI 迁移功能是否启用，以及 CSI 驱动是否实际部署。虽然这一特性门控是一个很好的帮手，但 Kubernetes 存储特别兴趣组（以及，我相信还有很多集群操作员）同样希望有一个特性门控可以让你即使在不启用 CSI 迁移功能时，也能禁用树内存储插件。例如，你可能希望在一个 GCE 集群上禁用 EBS 存储插件，因为 EBS 卷是其他供应商的云（AWS）所专有的。

为了使这成为可能，Kubernetes v1.21 引入了一个新的特性参数集合：InTreePlugin{vendor}Unregister。

InTreePlugin{vendor}Unregister 是一种特性门控，可以独立于 CSI 迁移功能来启用或禁用。当启用此种特性门控时，组件将不会把相应的树内存储插件注册到支持的列表中。如果集群操作员只启用了这种参数，终端用户将在使用该插件的 PVC[1] 处遇到错误，提示其找不到插件。如果集群操作员不想支持过时的树内存储 API，只支持 CSI，那么他们可能希望启用这种特性门控而不考虑 CSI 迁移功能。

可观察性

Kubernetes v1.21 引入了跟踪 CSI 迁移功能的指标。你可以使用这些指标来观察你的集群是如何使用存储服务的，以及对该存储的访问使用的是传统的树内驱动还是基于 CSI 的替代。

错误修复和功能改进

籍由 beta 测试人员的帮助，我们修复了许多错误──如悬空附件、垃圾收集、拓扑标签错误等。

与 Kubernetes 云提供商特别兴趣组、集群生命周期特别兴趣组的合作

Kubernetes 存储特别兴趣组与云提供商特别兴趣组和集群生命周期特别兴趣组，正为了 CSI 迁移功能上线而密切合作。

如果你采用托管 Kubernetes 服务，请询问你的供应商是否有什么工作需要完成。在许多情况下，供应商将管理迁移，你不需要做额外的工作。如果你使用的是 Kubernetes 的发行版，请查看其官方文档，了解对该功能的支持情况。对于已进入正式发布阶段的 CSI 迁移功能，Kubernetes 存储特别兴趣组正与Kubernetes 集群生命周期特别兴趣组合作，以便在这些功能于 Kubernetes 中可用时，使迁移机制也进入到周边工具（如 kubeadm）中。

时间计划及当前状态

各驱动的当前发布及目标发布如下表所示：