Gestion du stockage Kubernetes sur votre appareil Azure Stack Edge Pro avec GPU

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10/26/2023

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Sur votre appareil Azure Stack Edge Pro, un cluster Kubernetes est créé lorsque vous configurez le rôle de calcul. Une fois le cluster Kubernetes créé, les applications en conteneur peuvent être déployées sur le cluster Kubernetes dans des pods. Il existe différents moyens de fournir un stockage aux pods dans votre cluster Kubernetes.

Cet article décrit les méthodes de provisionnement du stockage dans un cluster Kubernetes en général, et dans le contexte de votre appareil Azure Stack Edge Pro en particulier.

Exigences en matière de stockage pour les pods Kubernetes

Les pods Kubernetes sont sans état, mais les applications qu’ils exécutent sont généralement avec état. Dans la mesure où les pods peuvent être éphémères et qu’ils redémarrent, basculent ou se déplacent entre les nœuds Kubernetes, les conditions suivantes doivent être remplies pour le stockage associé à un pod.

Le stockage doit :

Résider en dehors du pod.
Être indépendant du cycle de vie du pod.
Être accessible depuis tous les nœuds Kubernetes.

Comprendre comment le stockage est géré pour Kubernetes implique de comprendre deux ressources d’API :

PersistentVolume (PV) : il s’agit d’un élément de stockage dans le cluster Kubernetes. Le stockage Kubernetes peut être provisionné de manière statique en tant que PersistentVolume. Il peut également être provisionné dynamiquement en tant que StorageClass.
PersistentVolumeClaim (PVC) : il s’agit d’une demande de stockage par un utilisateur. Les PVC consomment des ressources PV. Les PVC peuvent exiger des modes d’accès et de dimensionnement spécifiques.

Comme les utilisateurs ont besoin de PersistentVolumes disposant de propriétés variées pour des problèmes différents, les administrateurs de cluster doivent être en mesure d’offrir toute une panoplie de PersistentVolumes qui se différencient autrement que par les simples modes d’accès et de dimensionnement. La ressource StorageClass vous permet de répondre à ces besoins.

Le provisionnement du stockage peut être statique ou dynamique. Chaque type de provisionnement est abordé dans les sections suivantes.

Provisionnement statique

Les administrateurs de cluster Kubernetes peuvent provisionner le stockage de manière statique. Pour ce faire, ils peuvent utiliser un back-end de stockage basé sur des systèmes de fichiers SMB/NFS, ou se servir de disques iSCSI qui s’attachent localement sur le réseau dans un environnement local, voire même utiliser Azure Files ou des disques Azure dans le cloud. Ce type de stockage n’étant pas provisionné par défaut, les administrateurs de cluster doivent planifier et gérer ce provisionnement.

Voici un schéma décrivant la façon dont le stockage provisionné statiquement est consommé dans Kubernetes :

Static provisioning via PersistentVolumes

Les étapes suivantes se produisent :

Provisionner le stockage : l’administrateur du cluster provisionne le stockage. Dans cet exemple, l’administrateur de cluster crée un ou plusieurs partages SMB, qui créent automatiquement des objets de volume persistant dans le cluster Kubernetes correspondant à ces partages.
Stockage de revendication : vous soumettez un déploiement PVC qui demande le stockage. Cette revendication du stockage est l’élément PersistentVolumeClaim (PVC). Si la taille et le mode d’accès du PV correspondent à ceux du PVC, le PVC est lié au PV. Le PVC et le PV sont mappés un-à-un.
Monter le PVC sur le conteneur : une fois que le PVC est lié au PV, vous pouvez monter ce PVC sur un chemin dans votre conteneur. Lorsque la logique d’application dans le conteneur lit depuis ce chemin, ou écrit dans celui-ci, les données sont écrites dans le stockage SMB.

Approvisionnement dynamique

Voici un schéma décrivant la façon dont le stockage provisionné statiquement est consommé dans Kubernetes :

Dynamic provisioning via StorageClasses

Les étapes suivantes se produisent :

Définir une classe de stockage : l’administrateur de cluster définit une classe de stockage en fonction de l’environnement d’exploitation de votre cluster Kubernetes. L’administrateur de cluster déploie également un approvisionneur, qui n’est autre qu’une application ou un pod déployé sur le cluster Kubernetes. L’approvisionneur dispose de tous les détails permettant de provisionner les partages de manière dynamique.
Stockage de revendication : vous soumettez une application qui réclamerait le stockage. Dès lors qu’un PVC est créé avec cette référence de classe de stockage, l’approvisionneur est appelé.
Provisionner le stockage dynamiquement : l’approvisionnement crée dynamiquement le partage associé au stockage de disque local. Une fois la création du partage effectuée, il crée également un objet PV correspondant automatiquement à ce partage.
Monter le PVC en conteneur : une fois que le PVC est lié au PV, vous pouvez monter le PVC sur le conteneur sur un chemin d’accès de la même façon que le provisionnement statique et lire ou écrire dans le partage.

Provisionnement du stockage sur Azure Stack Edge Pro

Sur l’appareil Azure Stack Edge Pro, les PersistentVolumes provisionnés de manière statique sont créés à l’aide des fonctionnalités de stockage de l’appareil. Lorsque vous provisionnez un partage et que l’option Utiliser le partage avec Edge Computing est activée, cette action crée automatiquement une ressource PV dans le cluster Kubernetes.

Local share creation in Azure portal for static provisioning

Pour utiliser la hiérarchisation cloud, vous pouvez créer un partage cloud Edge avec l’option Utiliser le partage avec Edge Computing activée. Un PV est de nouveau créé automatiquement pour ce partage. Toutes les données d’application que vous écrivez dans le partage Edge sont hiérarchisées dans le cloud.

Cloud share creation in Azure portal for static provisioning

Vous pouvez créer des partages SMB et NFS pour provisionner de manière statique des PV sur un appareil Azure Stack Edge Pro. Une fois le PV provisionné, vous devez soumettre un PVC pour revendiquer ce stockage. Voici un exemple de déploiement PVC yaml qui réclame le stockage et utilise les partages que vous avez provisionnés.

kind: PersistentVolumeClaim 
apiVersion: v1 
metadata: 
  name: pvc-smb-flexvol 
spec: 
  accessModes: 
  - ReadWriteMany 
  resources: 
    requests: 
      storage: 10Gi 
  volumeName: <nfs-or-smb-share-name-here> 
  storageClassName: ""

Pour obtenir la valeur du champ volumeName, sélectionnez le point de montage local pour les modules de calcul Edge lorsque vous sélectionnez le partage SMB ou NFS après la création. Il s’agit du même nom que celui du partage.

Pour plus d’informations, consultez Déployer une application avec état par le biais du provisionnement statique sur votre appareil Azure Stack Edge Pro via kubectl.

Pour accéder au même stockage approvisionné statistiquement, les options de montage de volume correspondantes des liaisons de stockage pour IoT sont les suivantes. /home/input correspond au chemin permettant d’accéder au volume dans le conteneur.

{
"HostConfig": {
"Mounts": [
{
"Target": "/home/input",
"Source": "<nfs-or-smb-share-name-here>",
"Type": "volume"
},
{
"Target": "/home/output",
"Source": "<nfs-or-smb-share-name-here>",
"Type": "volume"
}]
}
}

Azure Stack Edge Pro compte également une classe StorageClass intégrée, appelée ase-node-local, qui utilise un stockage sur disque de données attaché au nœud Kubernetes. Cette classe StorageClass prend en charge le provisionnement dynamique. Lorsque vous créez une référence StorageClass dans les applications pod, un PV est automatiquement créé pour vous. Pour plus d’informations, consultez l’article Tableau de bord Kubernetes pour interroger ase-node-local StorageClass.

Built-in storage class in Kubernetes dashboard

Pour plus d’informations, consultez Déployer une application avec état par le biais du provisionnement dynamique sur votre appareil Azure Stack Edge Pro via kubectl.

Choisir un type de stockage

Vous devrez peut-être choisir votre type de stockage en fonction de la charge de travail que vous déployez.

Si vous souhaitez un mode d’accès ReadWriteMany pour vos PersistentVolumes, dans lesquels les volumes sont montés en lecture-écriture par le déploiement de nombreux nœuds, utilisez le provisionnement statique pour les partages SMB/NFS.
Si les applications que vous déployez présentent une exigence de conformité POSIX, par exemple des applications telles que MongoDB, PostgreSQL, MySQL ou Prometheus, utilisez la StorageClass intégrée. Les modes d’accès sont ReadWriteOnce, sinon le volume est monté en lecture-écriture par un nœud unique.

Pour plus d’informations sur les modes d’accès, consultez Mode d’accès des volumes Kubernetes.

Étapes suivantes

Pour comprendre comment provisionner un PersistentVolume de manière statique, consultez :

Déployer une application avec état par le biais du provisionnement statique sur votre appareil Azure Stack Edge Pro via kubectl.

Pour savoir comment provisionner dynamiquement StorageClass, consultez :

Déployer une application avec état via un approvisionnement dynamique sur votre appareil Azure Stack Edge Pro via kubectl.

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