Longhorn，Kubernetes 云原生分布式塊存儲(chǔ)

作者：為少 2021-08-17 00:24:38

存儲(chǔ)

存儲(chǔ)軟件

云原生

分布式 Longhorn 使用容器(containers)和微服務(wù)(microservices)實(shí)現(xiàn)分布式塊存儲(chǔ)。 Longhorn 為每個(gè)塊設(shè)備卷(device volume)創(chuàng)建一個(gè)專用的存儲(chǔ)控制器(storage controller)， 并跨存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上的多個(gè)副本同步復(fù)制該卷。存儲(chǔ)控制器(storage controller)和副本(replicas)本身是使用 Kubernetes 編排的。

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本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「黑客下午茶」，作者為少 。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系黑客下午茶公眾號(hào)。

 Longhorn 是用于 Kubernetes 的輕量級(jí)、可靠且功能強(qiáng)大的分布式塊存儲(chǔ)系統(tǒng)。

Longhorn 使用容器(containers)和微服務(wù)(microservices)實(shí)現(xiàn)分布式塊存儲(chǔ)。 Longhorn 為每個(gè)塊設(shè)備卷(device volume)創(chuàng)建一個(gè)專用的存儲(chǔ)控制器(storage controller)， 并跨存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上的多個(gè)副本同步復(fù)制該卷。存儲(chǔ)控制器(storage controller)和副本(replicas)本身是使用 Kubernetes 編排的。

功能特性

• 無單點(diǎn)故障的企業(yè)級(jí)分布式塊存儲(chǔ)
• 塊存儲(chǔ)增量快照
• 備份到輔助存儲(chǔ)(NFS或S3兼容的對(duì)象存儲(chǔ))建立在高效的更改塊檢測之上
• 定期快照和備份
• 自動(dòng)化(Automated)、無中斷升級(jí)(non-disruptive upgrades)。您可以升級(jí)整個(gè) Longhorn 軟件堆棧，而不會(huì)中斷正在運(yùn)行的存儲(chǔ)卷。
• 直觀的 GUI 儀表板

Longhorn 是什么?

Longhorn 是 Kubernetes 的輕量級(jí)、可靠且易于使用的分布式塊存儲(chǔ)系統(tǒng)。

Longhorn 支持以下架構(gòu)：

• AMD64
• ARM64 (實(shí)驗(yàn)性的)

Longhorn 是免費(fèi)的開源軟件。最初由 Rancher Labs 開發(fā)，現(xiàn)在作為 Cloud Native Computing Foundation 的沙箱項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)。

使用 Longhorn，您可以：

• 使用 Longhorn 卷作為 Kubernetes 集群中分布式有狀態(tài)應(yīng)用程序的持久存儲(chǔ)
• 將塊存儲(chǔ)劃分為 Longhorn 卷，這樣無論是否有云提供商，都可以使用 Kubernetes 卷
• 跨多個(gè)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心復(fù)制塊存儲(chǔ)以提高可用性
• 將備份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 NFS 或 AWS S3 等外部存儲(chǔ)上
• 創(chuàng)建跨集群災(zāi)難恢復(fù)卷，以便可以從第二個(gè) Kubernetes 集群的備份中快速恢復(fù)來自主 Kubernetes 集群的數(shù)據(jù)
• 安排卷的定期快照，并安排定期備份到 NFS 或 S3 兼容的輔助存儲(chǔ)
• 從備份恢復(fù)卷
• 在不中斷持久卷的情況下升級(jí) Longhorn

Longhorn 帶有獨(dú)立的 UI，可以使用 Helm、kubectl 或 Rancher app catalog 進(jìn)行安裝。

使用微服務(wù)簡化分布式塊存儲(chǔ)

由于現(xiàn)代云環(huán)境需要數(shù)萬到數(shù)百萬的分布式塊存儲(chǔ)卷，一些存儲(chǔ)控制器已經(jīng)成為高度復(fù)雜的分布式系統(tǒng)。相比之下，Longhorn 可以通過將一個(gè)大塊存儲(chǔ)控制器劃分為多個(gè)較小的存儲(chǔ)控制器來簡化存儲(chǔ)系統(tǒng)，只要這些卷仍然可以從一個(gè)公共磁盤池構(gòu)建。通過每個(gè)卷使用一個(gè)存儲(chǔ)控制器，Longhorn 將每個(gè)卷變成了一個(gè)微服務(wù)?？刂破鞣Q為 Longhorn 引擎。

Longhorn Manager 組件編排 Longhorn 引擎，使它們協(xié)同工作。

在不依賴云提供商的情況下在 Kubernetes 中使用持久化存儲(chǔ)

Pod 可以直接引用存儲(chǔ)，但不推薦這樣做，因?yàn)樗辉试S Pod 或容器是可移植的。相反，應(yīng)在 Kubernetes 持久卷 (PV) 和持久卷聲明 (PVC) 中定義工作負(fù)載的存儲(chǔ)要求。使用 Longhorn，您可以指定卷的大小、IOPS 要求以及在為卷提供存儲(chǔ)資源的主機(jī)上所需的同步副本數(shù)量。然后，您的 Kubernetes 資源可以為每個(gè) Longhorn 卷使用 PVC 和相應(yīng)的 PV， 或者使用 Longhorn 存儲(chǔ)類(storage class)為工作負(fù)載自動(dòng)創(chuàng)建 PV。

Replicas 在底層磁盤或網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)上進(jìn)行精簡配置。

跨多個(gè)計(jì)算或存儲(chǔ)主機(jī)調(diào)度多個(gè)副本(Replicas)

為了提高可用性(availability)，Longhorn 創(chuàng)建了每個(gè)卷的副本。副本包含卷的一系列快照，每個(gè)快照都存儲(chǔ)來自前一個(gè)快照的更改。卷的每個(gè)副本也在一個(gè)容器中運(yùn)行，因此具有三個(gè)副本的卷會(huì)產(chǎn)生四個(gè)容器。

每個(gè)卷的副本數(shù)量可在 Longhorn 中配置，以及將安排副本的節(jié)點(diǎn)。Longhorn 監(jiān)控每個(gè)副本的健康狀況并執(zhí)行修復(fù)，并在必要時(shí)重建副本。

為每個(gè)卷分配多個(gè)存儲(chǔ)前端

常見的前端包括 Linux 內(nèi)核設(shè)備(映射在 /dev/longhorn 下)和一個(gè) iSCSI 目標(biāo)。

指定定期快照和備份操作的計(jì)劃

指定這些操作的頻率(每小時(shí)、每天、每周、每月和每年)、執(zhí)行這些操作的確切時(shí)間(例如，每個(gè)星期日凌晨 3:00)，以及保留多少定期快照和備份集。

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