Carina基于 Kubernetes CSI 标准实现的存储插件

联合创作 · 2023-09-27 11:51

Carina 是一款基于 Kubernetes CSI 标准实现的存储插件,用户可以使用标准的 storageClass/PVC/PV 原语申请 Carina 提供的存储介质;Carina 包含三个主要组件:carina-scheduler、carin-controller 以及 carina-node,全部以容器化形式运行在 Kubernetes 中,并且占用极少的资源。Carina 是为数据库而生的本地存储方案,编排管理本地磁盘并根据磁盘类型构建多种资源池,为数据库等应用提供极致性能的本地存储。

支持环境

  • Kubernetes:1.20 1.19 1.18
  • Node OS:Linux
  • Filesystems:ext4,xfs

总体架构

carina-arch

如上图架构所示,carina 能够自动发现本地裸盘,并根据其磁盘特性划分为 hdd 磁盘卷组及 ssd 磁盘卷组等,针对于本地数据高可用,carina 推出了基于 bcache 的磁盘缓存功能以及自动组建 RAID 功能.

  • carina-node 是运行在每个节点上的 agent 服务,利用 lvm 技术管理本地磁盘,按照类别将本地磁盘划分到不同的 VG 中,并从中划分 LV 提供给 Pod 使用.
  • carina-scheduler 是 Kubernetes 的调度插件,负责基于申请的 PV 大小、节点剩余磁盘空间大小,节点负载使用情况进行合理的调度。默认提供了 spreadout 及 binpack 两种调度策略.
  • carina-controller 是 carina 的控制平面,监听 PVC 等资源,维护 PVC、LV 之间的关系

快速开始

  • 快速部署
$ cd deploy/kubernetes
# 安装
$ ./deploy.sh
# 卸载
$ ./deploy.sh uninstall

开发指南

常见存储方案对比

  NFS/NAS SAN Ceph Carina
设计场景 通用存储场景 高性能块设备 追求扩展性的通用存储场景 为云数据库而生的高性能块存储
文件存储 支持 支持 支持 支持
块存储 不支持 视驱动程序而定 支持 支持
文件系统 不支持格式化 视驱动程序而定 支持ext4/xfs等 支持ext4/xfs等
宽带 差/中等 中等
IOPS 差/中等 中等
延迟 差/中等
CSI支持 支持 支持 支持 支持
快照 不支持 视驱动程序而定 支持 待支持
克隆 不支持 视驱动程序而定 支持 待支持
配额 不支持 支持 支持 支持
扩容 支持 支持 支持 支持
数据高可用 依赖RAID或NAS设备 支持 支持 依赖RAID
可维护性   不同的SAN设备需要不同的驱动程序,管理成本高 架构复杂,需要专人维护
成本 NFS服务器或NAS设备,成本高 SAN设备,客户端配置HBA卡,成本高 专用存储集群,客户端需配置存储网卡,成本高 K8s集群中剩余的本地磁盘,成本低
其他特性 容器迁移后数据跟随 容器迁移后数据跟随 支持对象存储,容器迁移后数据跟随 支持binpack/spreadout等调度策略
针对有状态容器,支持原地重启、重建
容器迁移后,数据不能跟随,需要应用层面实现数据恢复
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