Erstellen und Verwenden eines Volume mit Azure Files in Azure Kubernetes Service (AKS)

Ein persistentes Volume stellt ein Speicherelement dar, das für die Verwendung in Kubernetes-Pods bereitgestellt wurde. Sie können ein persistentes Volume von einem oder mehreren Pods verwenden, und es kann dynamisch oder statisch bereitgestellt werden. Wenn mehrere Pods gleichzeitig Zugriff auf dasselbe Speichervolume benötigen, können Sie Azure Files verwenden, um mithilfe des Server Message Block-Protokolls (SMB) eine Verbindung herzustellen. In diesem Artikel wird gezeigt, wie Sie dynamisch eine Azure-Dateifreigabe erstellen, die von mehreren Pods in einem AKS-Cluster (Azure Kubernetes Service) verwendet wird.

In diesem Artikel lernen Sie Folgendes:

• Sie arbeiten mit einem dynamischen persistenten Volume (PV), indem Sie den CSI-Treiber (Container Storage Interface) installieren und dynamisch eine oder mehrere Azure-Dateifreigaben erstellen, die an einen Pod angefügt werden sollen.
• Sie arbeiten mit einem statischen PV, indem Sie eine oder mehrere Azure-Dateifreigaben erstellen, oder Sie verwenden eine vorhandene Dateifreigabe und fügen sie an einen Pod an.

Weitere Informationen zu Kubernetes-Volumes finden Sie unter Speicheroptionen für Anwendungen in AKS.

Voraussetzungen

• Sie benötigen ein Azure Storage-Konto.
• Stellen Sie sicher, dass Version 2.0.59 oder höher der Azure-Befehlszeilenschnittstelle (Azure CLI) installiert und konfiguriert ist. Führen Sie az --version aus, um die Version zu ermitteln. Informationen zum Durchführen einer Installation oder eines Upgrades finden Sei bei Bedarf unter Installieren der Azure CLI.
• Bei der Wahl zwischen Standard- und Premium-Dateifreigaben ist es wichtig, das Bereitstellungsmodell und die Anforderungen des erwarteten Nutzungsmusters zu verstehen, das Sie in Azure Files ausführen möchten. Weitere Informationen finden Sie unter Auswählen einer Azure Files-Leistungsstufe basierend auf Nutzungsmustern.

Dynamisches Bereitstellen eines Volumes

Dieser Abschnitt enthält Anleitungen für Clusteradministratoren, die ein oder mehrere persistente Volumes mit Details zu einer oder mehreren Freigaben in Azure Files bereitstellen möchten. Ein Anspruch auf ein persistentes Volume (Persistent Volume Claim, PVC) verwendet das Speicherklassenobjekt, um eine Azure Files-Dateifreigabe dynamisch bereitzustellen.

Speicherklassenparameter für dynamische persistente Volumes

Die folgende Tabelle enthält Parameter, die Sie zum Definieren einer benutzerdefinierten Speicherklasse für „PersistentVolumeClaim“ verwenden können:

Erstellen einer Speicherklasse

Speicherklassen definieren, wie eine Azure-Dateifreigabe erstellt wird. In der Knotenressourcengruppe wird automatisch ein Speicherkonto zur Verwendung mit der Speicherklasse und zur Speicherung der Azure Files-Dateifreigabe erstellt. Wählen Sie für skuName eine der folgenden Azure-Speicherredundanz-SKUs aus:

• Standard_LRS: Standard – Lokal redundanter Speicher (LRS)
• Standard_GRS: Standard – Georedundanter Speicher (GRS)
• Standard_ZRS: Standard – Zonenredundanter Speicher (ZRS)
• Standard_RAGRS: Standard – Georedundanter Speicher mit Lesezugriff (RA-GRS)
• Premium_LRS: Premium – Lokal redundanter Speicher (LRS)
• Premium_ZRS: Premium – Zonenredundanter Speicher (ZRS)

Weitere Informationen zu Kubernetes-Speicherklassen für Azure Files finden Sie unter Kubernetes-Speicherklassen.

1. Erstellen Sie eine Datei mit dem Namen azure-file-sc.yaml, und fügen Sie das folgende Beispielmanifest ein. Weitere Informationen zu mountOptions finden Sie im Abschnitt Einbindungsoptionen.

   kind: StorageClass
   apiVersion: storage.k8s.io/v1
   metadata:
     name: my-azurefile
   provisioner: file.csi.azure.com # replace with "kubernetes.io/azure-file" if aks version is less than 1.21
   allowVolumeExpansion: true
   mountOptions:
    - dir_mode=0777
    - file_mode=0777
    - uid=0
    - gid=0
    - mfsymlinks
    - cache=strict
    - actimeo=30
    - nobrl  # disable sending byte range lock requests to the server and for applications which have challenges with posix locks
   parameters:
     skuName: Premium_LRS
   

2. Erstellen Sie die Speicherklasse mit dem Befehl kubectl apply.

   kubectl apply -f azure-file-sc.yaml
   

Erstellen eines Anspruchs auf ein persistentes Volume

Ein Anspruch auf ein persistentes Volume (Persistent Volume Claim, PVC) verwendet das Speicherklassenobjekt, um eine Azure-Dateifreigabe dynamisch bereitzustellen. Der folgende YAML-Code kann verwendet werden, um einen Anspruch auf ein persistentes Volume der Größe 100 GB mit ReadWriteMany-Zugriff zu erstellen. Weitere Informationen zu Zugriffsmodi finden Sie unter Persistentes Kubernetes-Volume.

1. Erstellen Sie eine Datei namens „azure-file-pvc.yaml“, und fügen Sie den folgenden YAML-Code ein. Stellen Sie sicher, dass storageClassName der Speicherklasse, die Sie im vorherigen Schritt erstellt haben, entspricht.

   apiVersion: v1
   kind: PersistentVolumeClaim
   metadata:
     name: my-azurefile
   spec:
     accessModes:
       - ReadWriteMany
     storageClassName: my-azurefile
     resources:
       requests:
         storage: 100Gi
   

   Hinweis

   Wenn Sie die Premium_LRS-SKU für die Speicherklasse verwenden, muss der Wert für storage mindestens 100Gi betragen.

2. Erstellen Sie den Anspruch auf ein persistentes Volume mit dem Befehl kubectl apply.

   kubectl apply -f azure-file-pvc.yaml
   

   Nach Abschluss des Vorgangs wird die Dateifreigabe erstellt. Außerdem wird ein Kubernetes-Geheimnis erstellt, das die Verbindungs- und Anmeldeinformationen enthält. Mit dem Befehl kubectl get können Sie den Status des PVC anzeigen:

   kubectl get pvc my-azurefile
   

   Die Ausgabe des Befehls sieht in etwa wie im folgenden Beispiel aus:

   NAME           STATUS    VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS      AGE
   my-azurefile   Bound     pvc-8436e62e-a0d9-11e5-8521-5a8664dc0477   100Gi       RWX            my-azurefile      5m
   

Verwenden des persistenten Volumes

Mit dem folgenden YAML-Code wird ein Pod erstellt, der den Anspruch auf das persistente Volume my-azurefile verwendet, um die Azure Files-Dateifreigabe im Pfad /mnt/azure einzubinden. Geben Sie für Windows Server-Container einen mountPath gemäß Windows-Pfadkonvention an (z. B. D: ).

1. Erstellen Sie eine Datei mit dem Namen azure-pvc-files.yaml, und fügen Sie den folgenden YAML-Code ein. Stellen Sie sicher, dass der claimName mit dem PVC übereinstimmt, den Sie im vorherigen Schritt erstellt haben.

   kind: Pod
   apiVersion: v1
   metadata:
     name: mypod
   spec:
     containers:
       - name: mypod
         image: mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.5-alpine
         resources:
           requests:
             cpu: 100m
             memory: 128Mi
           limits:
             cpu: 250m
             memory: 256Mi
         volumeMounts:
           - mountPath: /mnt/azure
             name: volume
             readOnly: false
     volumes:
      - name: volume
        persistentVolumeClaim:
          claimName: my-azurefile
   

2. Erstellen Sie den Pod mit dem Befehl kubectl apply.

   kubectl apply -f azure-pvc-files.yaml
   

   Sie verfügen nun über einen ausgeführten Pod, bei dem Ihre Azure Files-Dateifreigabe im Verzeichnis /mnt/azure eingebunden wurde. Diese Konfiguration wird angezeigt, wenn Sie Ihren Pod mit dem Befehl kubectl describe überprüfen. In der folgenden verkürzten Beispielausgabe ist das im Container eingebundene Volume angegeben.

   Containers:
     mypod:
       Container ID:   docker://053bc9c0df72232d755aa040bfba8b533fa696b123876108dec400e364d2523e
       Image:          mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.5-alpine
       Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:d85914d547a6c92faa39ce7058bd7529baacab7e0cd4255442b04577c4d1f424
       State:          Running
         Started:      Fri, 01 Mar 2019 23:56:16 +0000
       Ready:          True
       Mounts:
         /mnt/azure from volume (rw)
         /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-8rv4z (ro)
   [...]
   Volumes:
     volume:
       Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
       ClaimName:  my-azurefile
       ReadOnly:   false
   [...]
   

Einbindungsoptionen

Der Standardwert für fileMode und dirMode lautet bei Kubernetes Versionen 1.13.0 und höher 0777. Wenn Sie das persistente Volume dynamisch mit einer Speicherklasse erstellen, können Sie Einbindungsoptionen im Speicherklassenobjekt angeben. Weitere Informationen finden Sie unter Einbindungsoptionen. Im folgenden Beispiel wird 0777 festgelegt:

kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
  name: my-azurefile
provisioner: file.csi.azure.com # replace with "kubernetes.io/azure-file" if aks version is less than 1.21
allowVolumeExpansion: true
mountOptions:
  - dir_mode=0777
  - file_mode=0777
  - uid=0
  - gid=0
  - mfsymlinks
  - cache=strict
  - actimeo=30
  - nobrl  # disable sending byte range lock requests to the server and for applications which have challenges with posix locks
parameters:
  skuName: Premium_LRS

Verwenden von Azure-Tags

Weitere Informationen zur Verwendung von Azure-Tags finden Sie unter Verwenden von Azure-Tags in Azure Kubernetes Service (AKS).

Statisches Bereitstellen eines Volumes

Dieser Abschnitt enthält Anleitungen für Clusteradministratoren, die ein oder mehrere persistente Volumes erstellen möchten, wobei diese Volumes Details zu einer vorhandenen Azure Files-Dateifreigabe für die Verwendung mit einem Workload enthalten.

Statische Bereitstellungsparameter für persistente Volumes

Die folgende Tabelle enthält Parameter, die Sie zum Definieren eines persistenten Volumes verwenden können:

Erstellen einer Azure-Dateifreigabe

Bevor Sie eine Azure Files-Dateifreigabe als Kubernetes-Volume verwenden können, müssen Sie ein Azure Storage-Konto und die Dateifreigabe erstellen.

1. Rufen Sie den Namen der Ressourcengruppe mithilfe des Befehls az aks show mit dem Parameter --query nodeResourceGroup ab.

   az aks show --resource-group myResourceGroup --name myAKSCluster --query nodeResourceGroup -o tsv
   

   Die Ausgabe des Befehls sieht in etwa wie im folgenden Beispiel aus:

   MC_myResourceGroup_myAKSCluster_eastus
   

2. Erstellen Sie mithilfe des Befehls az storage account create mit dem Parameter --sku ein Speicherkonto. Mit dem folgenden Befehl wird ein Speicherkonto mithilfe der Standard_LRS-SKU erstellt. Achten Sie darauf, die folgenden Platzhalter zu ersetzen:

   • myAKSStorageAccount durch den Namen des Speicherkontos
   • nodeResourceGroupName durch den Namen der Ressourcengruppe, in der die AKS-Clusterknoten gehostet werden
   • location durch den Namen der Region, in der die Ressource erstellt werden soll. Es sollte sich um dieselbe Region wie die der AKS-Clusterknoten handeln.

   az storage account create -n myAKSStorageAccount -g nodeResourceGroupName -l location --sku Standard_LRS
   

3. Exportieren Sie die Verbindungszeichenfolge als Umgebungsvariable mit dem folgenden Befehl, den Sie zum Erstellen der Dateifreigabe verwenden.

   export AZURE_STORAGE_CONNECTION_STRING=$(az storage account show-connection-string -n storageAccountName -g resourceGroupName -o tsv)
   

4. Erstellen Sie mit dem Befehl az storage share create die Dateifreigabe . Stellen Sie sicher, dass Sie shareName durch Ihren Freigabenamen ersetzen.

   az storage share create -n shareName --connection-string $AZURE_STORAGE_CONNECTION_STRING
   

5. Exportieren Sie mit dem folgenden Befehl den Speicherkontoschlüssel als Umgebungsvariable.

   STORAGE_KEY=$(az storage account keys list --resource-group nodeResourceGroupName --account-name myAKSStorageAccount --query "[0].value" -o tsv)
   

6. Geben Sie mit dem folgenden Befehl den Namen und Schlüssel des Speicherkontos als Echo wieder. Kopieren Sie diese Informationen, da diese Werte beim Erstellen des Kubernetes-Volume benötigt werden.

   echo Storage account key: $STORAGE_KEY
   

Erstellen eines Kubernetes-Geheimnisses

Kubernetes benötigt Anmeldeinformationen für den Zugriff auf die im vorherigen Schritt erstellte Dateifreigabe. Diese Anmeldeinformationen werden in einem Kubernetes-Geheimnis gespeichert, auf das bei der Erstellung eines Kubernetes-Pod verwiesen wird.

1. Erstellen Sie mit dem Befehl kubectl create secret das Geheimnis. Das folgende Beispiel erstellt ein Geheimnis mit dem Namen azure-secret und füllt die Felder azurestorageaccountname und azurestorageaccountkey aus dem vorherigen Schritt. Um ein vorhandenes Azure Storage-Konto zu verwenden, geben Sie den Kontonamen und den Zugriffsschlüssel an.

   kubectl create secret generic azure-secret --from-literal=azurestorageaccountname=myAKSStorageAccount --from-literal=azurestorageaccountkey=$STORAGE_KEY
   

Einbinden einer Dateifreigabe als persistentes Volume

1. Erstellen Sie eine neue Datei mit dem Namen azurefiles-pv.yaml, und kopieren Sie darin den folgenden Inhalt. Unter csi, aktualisieren Sie resourceGroup, volumeHandleund shareName. Der Standardwert für die Einbindeoptionen für fileMode und dirMode ist 0777.

   apiVersion: v1
   kind: PersistentVolume
   metadata:
     annotations:
       pv.kubernetes.io/provisioned-by: file.csi.azure.com
     name: azurefile
   spec:
     capacity:
       storage: 5Gi
     accessModes:
       - ReadWriteMany
     persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
     storageClassName: azurefile-csi
     csi:
       driver: file.csi.azure.com
       volumeHandle: "{resource-group-name}#{account-name}#{file-share-name}"  # make sure this volumeid is unique for every identical share in the cluster
       volumeAttributes:
         resourceGroup: resourceGroupName  # optional, only set this when storage account is not in the same resource group as node
         shareName: aksshare
       nodeStageSecretRef:
         name: azure-secret
         namespace: default
     mountOptions:
       - dir_mode=0777
       - file_mode=0777
       - uid=0
       - gid=0
       - mfsymlinks
       - cache=strict
       - nosharesock
       - nobrl  # disable sending byte range lock requests to the server and for applications which have challenges with posix locks
   

2. Erstellen Sie mit dem Befehl kubectl create das persistente Volume.

   kubectl create -f azurefiles-pv.yaml
   

3. Erstellen Sie eine neue Datei mit dem Namen azurefiles-mount-options-pvc.yaml, und kopieren Sie den folgenden Inhalt.

   apiVersion: v1
   kind: PersistentVolumeClaim
   metadata:
     name: azurefile
   spec:
     accessModes:
       - ReadWriteMany
     storageClassName: azurefile-csi
     volumeName: azurefile
     resources:
       requests:
         storage: 5Gi
   

4. Erstellen Sie mit dem Befehl kubectl apply den PersistentVolumeClaim.

   kubectl apply -f azurefiles-mount-options-pvc.yaml
   

5. Vergewissern Sie sich, dass mit dem Befehl kubectl get PersistentVolumeClaim erstellt und an PersistentVolume gebunden wurde.

   kubectl get pvc azurefile
   

   Die Ausgabe des Befehls sieht in etwa wie im folgenden Beispiel aus:

   NAME        STATUS   VOLUME      CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
   azurefile   Bound    azurefile   5Gi        RWX            azurefile      5s
   

6. Aktualisieren Sie die Containerspezifikation, um auf Ihr PersistentVolumeClaim und Ihren Pod in der YAML-Datei zu verweisen. Beispiel:

   ...
     volumes:
     - name: azure
       persistentVolumeClaim:
         claimName: azurefile
   

7. Eine Podspezifikation kann nicht an Ort und Stelle aktualisiert werden. Löschen Sie daher den Pod mithilfe des Befehls kubectl delete, und erstellen Sie ihn mithilfe des Befehls kubectl apply neu.

   kubectl delete pod mypod
   
   kubectl apply -f azure-files-pod.yaml
   

Einbinden von Dateifreigaben als Inlinevolume

Um die Azure Files-Dateifreigabe in den Pod einzubinden, konfigurieren Sie das Volume in der Containerspezifikation.

1. Erstellen Sie eine neue Datei mit dem Namen azure-files-pod.yaml, und kopieren Sie darin den folgenden Inhalt. Wenn Sie den Namen oder den geheimen Namen der Dateifreigabe geändert haben, aktualisieren Sie shareName und secretName. Sie können auch den Wert mountPath aktualisieren. Dies ist der Pfad, unter dem die Files-Freigabe im Pod eingebunden wird. Geben Sie für Windows Server-Container einen mountPath gemäß Windows-Pfadkonvention an, z. B. D: .

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  nodeSelector:
    kubernetes.io/os: linux
  containers:
    - image: 'mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.5-alpine'
      name: mypod
      resources:
        requests:
          cpu: 100m
          memory: 128Mi
        limits:
          cpu: 250m
          memory: 256Mi
      volumeMounts:
        - name: azure
          mountPath: /mnt/azure
          readOnly: false
  volumes:
    - name: azure
      csi:
        driver: file.csi.azure.com
        volumeAttributes:
          secretName: azure-secret  # required
          shareName: aksshare  # required
          mountOptions: 'dir_mode=0777,file_mode=0777,cache=strict,actimeo=30,nosharesock,nobrl'  # optional

2. Erstellen Sie den Pod mit dem Befehl kubectl apply.

   kubectl apply -f azure-files-pod.yaml
   

   Sie verfügen nun über einen ausgeführten Pod mit einer Azure Files-Dateifreigabe, die unter /mnt/azure eingebunden ist. Mit dem Befehl kubectl describe können Sie überprüfen, ob die Freigabe erfolgreich eingebunden wurde.

   kubectl describe pod mypod
   

Nächste Schritte

Informationen zu CSI-Treiberparametern für Azure Files finden Sie unter CSI-Treiberparameter.

Entsprechenden bewährte Methoden finden Sie unter Bewährte Methoden für die Speicherung und Sicherungen in AKS.