卷健康監控 Alpha 更新

CSI卷健康監控功能最初在1.19版本中引入，在1.21版本中進行了大規模更新。

為什麼要在Kubernetes中添加捲健康監控？

如果沒有卷健康監控，Kubernetes在PVC被Pod配置和使用後，對儲存系統底層卷的狀態一無所知。在Kubernetes中配置卷後，底層儲存系統可能會發生許多事情。例如，卷可能會在Kubernetes外部被意外刪除，卷所在的磁碟可能會故障，容量不足，磁碟可能已降級，從而影響其效能等等。即使卷已掛載到Pod並被應用程式使用，之後也可能出現問題，例如讀/寫I/O錯誤、檔案系統損壞、卷在Kubernetes外部意外解除安裝等。當發生此類問題時，除錯和檢測根本原因非常困難。

卷健康監控對Kubernetes使用者非常有益。它可以與CSI驅動程式通訊，檢索底層儲存系統檢測到的錯誤。PVC事件可以報告給使用者以採取行動。例如，如果卷容量不足，他們可以請求卷擴容以獲得更多空間。

什麼是卷健康監控？

CSI卷健康監控允許CSI驅動程式從底層儲存系統檢測異常卷狀況，並將其作為事件報告到PVC或Pod上。

監控捲並報告卷健康資訊的Kubernetes元件包括以下內容：

• 除了收集現有卷統計資訊外，Kubelet還將監控該節點上PVC的卷健康狀況。如果PVC出現異常健康狀況，將使用該PVC在Pod物件上報告一個事件。如果多個Pod正在使用同一個PVC，則會在所有使用該PVC的Pod上報告事件。
• 一個外部卷健康監控控制器監控PVC的卷健康狀況並在PVC上報告事件。

請注意，當此功能首次在Kubernetes 1.19版本中引入時，節點側卷健康監控邏輯是一個外部代理。在Kubernetes 1.21中，節點側卷健康監控邏輯從外部代理移動到Kubelet中，以避免進行重複的CSI函式呼叫。透過1.21中的此更改，為Kubelet中的卷健康監控邏輯引入了一個新的alpha功能門`CSIVolumeHealth`。

目前，卷健康監控功能僅提供資訊，因為它只報告PVC或Pod上的異常卷健康事件。使用者需要檢查這些事件並手動修復問題。此功能是Kubernetes未來對卷健康問題進行程式化檢測和解決的墊腳石。

如何在我的Kubernetes叢集上使用卷健康功能？

要使用卷健康功能，首先請確保您使用的CSI驅動程式支援此功能。請參閱此CSI驅動程式文件以瞭解哪些CSI驅動程式支援此功能。

要從節點側啟用卷健康監控，需要啟用alpha功能門`CSIVolumeHealth`。

如果CSI驅動程式支援控制器側的卷健康監控功能，則有關異常卷狀況的事件將記錄在PVC上。

如果CSI驅動程式支援控制器側的卷健康監控功能，則在部署外部健康監控控制器時，如果`enable-node-watcher`標誌設定為true，使用者還可以獲取有關節點故障的事件。當檢測到節點故障事件時，將在PVC上報告一個事件，以指示使用此PVC的Pod位於故障節點上。

如果CSI驅動程式支援節點側的卷健康監控功能，則有關異常卷狀況的事件將記錄在使用PVC的Pod上。

作為儲存供應商，我如何為我的CSI驅動程式添加捲健康支援？

卷健康監控包括兩部分

• 一個外部卷健康監控控制器從控制器側監控捲健康狀況。
• Kubelet從節點側監控捲健康狀況。

有關詳細資訊，請參閱CSI規範和Kubernetes-CSI驅動程式開發人員指南。

CSI主機路徑驅動程式中有一個卷健康狀況的示例實現。

控制器側卷健康監控

要了解如何部署外部卷健康監控控制器，請參閱CSI文件中的CSI外部健康監控控制器。

如果檢測到異常卷狀況，外部健康監控控制器會呼叫`ListVolumes`或`ControllerGetVolume` CSI RPC，並使用訊息在PVC上報告VolumeConditionAbnormal事件。只有具有`LIST_VOLUMES`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能或`GET_VOLUME`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能的CSI驅動程式才支援外部控制器中的卷健康監控。

要從控制器側實現卷健康功能，CSI驅動程式**必須**新增對新控制器功能的支援。

如果CSI驅動程式支援`LIST_VOLUMES`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能，則它**必須**實現控制器RPC `ListVolumes`並在響應中報告卷狀況。

如果CSI驅動程式支援`GET_VOLUME`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能，則它**必須**實現控制器PRC `ControllerGetVolume`並在響應中報告卷狀況。

如果CSI驅動程式支援`LIST_VOLUMES`、`GET_VOLUME`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能，則外部健康監控控制器將僅呼叫`ListVolumes` CSI RPC。

節點側卷健康監控

如果檢測到異常卷狀況，Kubelet會呼叫`NodeGetVolumeStats` CSI RPC，並使用訊息在Pod上報告VolumeConditionAbnormal事件。只有具有`VOLUME_CONDITION`節點功能的CSI驅動程式才支援Kubelet中的卷健康監控。

要從節點側實現卷健康功能，CSI驅動程式**必須**新增對新節點功能的支援。

如果CSI驅動程式支援`VOLUME_CONDITION`節點功能，它**必須**在節點RPC `NodeGetVoumeStats`中報告卷狀況。

下一步是什麼？

根據反饋和採用情況，Kubernetes團隊計劃在1.22或1.23中將CSI卷健康實現推向beta版。

我們還在探索如何利用卷健康資訊在Kubernetes中進行程式化檢測和自動協調。

我如何瞭解更多資訊？

要了解卷健康監控的設計細節，請閱讀卷健康監控增強提案。

卷健康監控器控制器原始碼位於https://github.com/kubernetes-csi/external-health-monitor。

容器儲存介面文件中還有更多關於卷健康檢查的詳細資訊。

我如何參與？

Kubernetes Slack頻道 #csi以及任何標準SIG Storage通訊渠道都是聯絡SIG Storage和CSI團隊的好途徑。

我們非常感謝在1.21版本中幫助釋出此功能的貢獻者。我們要感謝Yuquan Ren（NickrenREN）在外部健康監控倉庫中實現了最初的卷健康監控控制器和代理，感謝Ran Xu（fengzixu）在1.21中將卷健康監控邏輯從外部代理轉移到Kubelet，我們特別感謝以下人員提供了富有洞察力的審查：David Ashpole（dashpole）、Michelle Au（msau42）、David Eads（deads2k）、Elana Hashman（ehashman）、Seth Jennings（sjenning）和Jiawei Wang（Jiawei0227）。

有興趣參與CSI或Kubernetes儲存系統任何部分的設計和開發的人員，請加入Kubernetes儲存特別興趣小組（SIG）。我們正在快速發展，並始終歡迎新的貢獻者。

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