4、持久化存储 - 4.10、存储快照 - 《Kubernetes》

使用Volume Snapshot

在使用存储时，为了提高数据操作的容错性，我们通常有需要对线上数据进行 snapshot ，以及能快速 restore 的能力。另外，当需要对线上数据进行快速的复制以及迁移等动作，如进行环境的复制、数据开发等功能时，都可以通过存储快照来满足需求，而 K8s 中通过 CSI Snapshotter controller 来实现存储快照的功能。

K8S的Volume Snapshot（存储快照）在v1.12版本中进入alpha版，在v1.17版进入Beta版。

在K8S中，我们是通过PV和PVC来使用存储，而存储快照也是参考了PV和PVC的设计思想，当用户要使用存储快照的功能时，就通过VolumeSnapshot对象来声明，并指定相应的VolumeSnapshotClass对象，之后由集群中相关的组件来动态生成存储快照和相应的对象VolumeSnapshotContent。

其动态生成VolumeSnapshotContent的过程和动态生成PV的流程相似，如下（图片来自阿里云课堂）：

当我们有了存储快照，如果我们要使用它，应该怎么做呢？我们只需要在定义PVC的时候指定.spec.dataSource为VolumeSnapshot对象，从而根据PVC对象生成新的PV对象。而对应的存储数据则是通过VolumeSnapshot所关联的VolumeSnapshotContent中恢复而来，流程如下（图片来自阿里云课堂）。

介绍了这么多，如果我们要使用Volume Snapshot，我们需要确定以下几点：

确保已经在你的集群中安装了Kubernetes Volume Snapshot CRDs
确保已经在你的集群中安装了Volume snapshot controller
Kubernetes Volume Snapshot仅可用于CSI驱动

Kubernetes支持三种存储插件：

in-tree
Flex
CSI

但是Volume Snapshot仅支持CSI，所以如果要使用Volume Snapshot，就需要你确保CSI驱动已经存在于你的集群中，要查看有哪些CSI驱动可以应用于K8S集群，请点击详情。

使用Volume Snapshot

1、安装CRDs

项目地址：https://github.com/kubernetes-csi/external-snapshotter/tree/master/config/crd

（1）、下载项目

# git clone https://github.com/kubernetes-csi/external-snapshotter.git

（2）、部署CRDs对象

# kubectl create -f config/crd
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/volumesnapshotclasses.snapshot.storage.k8s.io created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/volumesnapshotcontents.snapshot.storage.k8s.io created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/volumesnapshots.snapshot.storage.k8s.io created

（3）、查看创建的CRDs对象

# kubectl get crd|grep volumesnapshot
volumesnapshotclasses.snapshot.storage.k8s.io    2020-02-10T06:47:14Z
volumesnapshotcontents.snapshot.storage.k8s.io   2020-02-10T06:47:15Z
volumesnapshots.snapshot.storage.k8s.io          2020-02-10T06:47:15Z

2、安装Snapshot Controller

项目地址：https://github.com/kubernetes-csi/external-snapshotter/tree/master/deploy/kubernetes/snapshot-controller

由于我们上面已经将整个项目都clone下来了，我们这里直接创建即可，如下：

# kubectl create -f deploy/kubernetes/snapshot-controller
serviceaccount/snapshot-controller created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/snapshot-controller-runner created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/snapshot-controller-role created
role.rbac.authorization.k8s.io/snapshot-controller-leaderelection created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/snapshot-controller-leaderelection created
statefulset.apps/snapshot-controller created

查看创建结果

# kubectl get pod
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
glusterfs               1/1     Running   0          4d3h
snapshot-controller-0   1/1     Running   0          21m
# kubectl get statefulset
NAME                  READY   AGE
snapshot-controller   1/1     21m

3、安装CSI驱动

根据自己的存储来安装对应的CSI驱动，如果不清楚的请点击详情。

由于我这里的底层存储是Glusterfs，所以我就安装Glusterfs CSI驱动。项目地址：https://github.com/gluster/gluster-csi-driver

4、创建存储快照测试用例

（1）、创建VolumeSnapshotClass对象

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1beta1
kind: VolumeSnapshotClass
metadata:
  name: test-snapclass
driver: org.gluster.glusterfs
deletionPolicy: Delete
parameters:
  csi.storage.k8s.io/snapshotter-secret-name: mysecret
  csi.storage.k8s.io/snapshotter-secret-namespace: mysecretnamespace

（2）、创建VolumeSnapshot对象

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1beta1
kind: VolumeSnapshot
metadata:
  name: test-snapshot
spec:
  volumeSnapshotClassName: test-snapclass
  source:
    persistentVolumeClaimName: test-pvc            # 已存在的pvc

5、从存储快照恢复数据测试用例

卷克隆功能借助于PVC中的dataSource字段。
要使用该功能，需要注意以下事项：

克隆支持（VolumePVCDataSource）仅适用于 CSI 驱动。
克隆支持仅适用于动态供应器。
CSI 驱动可能实现，也可能未实现卷克隆功能。
仅当 PVC 与目标 PVC 存在于同一命名空间（源和目标 PVC 必须在相同的命名空间）时，才可以克隆 PVC。
仅在同一存储类中支持克隆。
- 目标卷必须和源卷具有相同的存储类
- 可以使用默认的存储类并且 storageClassName 字段在规格中忽略了

用例如下：

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-restore
  namespace: demo-namespace
spec:
  storageClassName: org.gluster.glusterfs
  dataSource:
    name: test-snapshot
    kind: VolumeSnapshot
    apiGroup: snapshot.storage.k8s.io
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi

参考文档：