Kubernetes 几种存储方式性能对比 （转载）

2019-12-12 10:09:05 浏览数 (1)

原文来自：

https://blog.fleeto.us/post/kubernetes-storage-performance-comparison/

摘要

本文展示了一个简单的存储对比，使用未经性能优化的多种存储提供的存储卷进行测试和比较。

忽略 Azure 的原生 PVC 或 hostPath ，我们可以得出如下测试结果：

  • Portworx 是 AKS 上最快的容器存储。
  • Ceph 是私有云集群上最快的开源存储后端。对公有云来说，其操作太过复杂，这些多余的复杂性并没有能提供更好的测试表现。
  • OpenEBS 的概念很棒，但是其后端需要更多优化。

如果你正在运行 Kubernetes，你可能正在使用，或者准备使用动态供给的块存卷 ，而首当其冲的问题就是为集群选择合适的存储技术。这个事情并不能用一个简单的测试来做出简单的回答，告诉你目前市面上最好的技术是什么。存储技术的选择过程中，集群上运行的负载类型是一个重要的输入。对于裸金属集群来说，需要根据实际用例进行选择，并集成到自己的硬件之中。公有云中的托管 K8s，例如 AKS、EKS 或者 GKE，都具有开箱可用的块存储能力，然而这也不见得就是最好的选择。有很多因素需要考虑，比如说公有云的 StorageClass 的故障转移时间太长。例如在 一个针对 AWS EBS 的故障测试中，加载了卷的 Pod 用了超过五分钟才成功的在另一个节点上启动。Portworx 或者 OpenEBS 这样的云原生存储产品，正在尝试解决这类问题。

本文的目标是使用最常见的 Kubernetes 存储方案，进行基本的性能对比。我觉得在 Azure AKS 上使用下列后端：

  • AKS 原生 Storageclass：Azure native premium
  • 使用 cStor 后端的 OpenEBS
  • Portworx
  • Heketi 管理的 Gluster
  • Rook 管理的 Ceph

现在我们来介绍每种存储后端，并交代一下安装过程，然后进入 AKS 测试环境进行测试，最后得出结果。

存储

这一节中介绍测试中用到的存储方案，包含安装过程以及该方案的优缺点。

Azure 原生 StorageClass

我选择这一方案的动机是以此作为所有测试的基线。这个方案 应该 提供最佳性能。Azure 动态的创建托管磁盘，并把它们映射到 K8s 的虚拟机中，最终成为 Pod 的存储卷。

这个方案很方便，什么多余的步骤都不需要。创建一个新的 AKS 集群之后，就自动提供了两个预定义的 StorageClass，分别是 default 和 managed-premium ，premium 使用的是基于 SSD 的高性能低延迟磁盘。

代码语言：javascript复制
$ kubectl get storageclasses
NAME                PROVISIONER                AGE
default(default)   kubernetes.io/azure-disk   8m
managed-premium     kubernetes.io/azure-disk   8m

$ kubectl get pvc
NAME              STATUS    VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS      AGE
dbench-pv-claim   Bound     pvc-e7bd34a4-1dbd-11e9-8726-ae508476e8ad   1000Gi     RWO            managed-premium   10s

$ kubectl get po
NAME           READY     STATUS              RESTARTS   AGE
dbench-w7nqf   0/1ContainerCreating029s
优点

AKS 开箱即用。

缺点

故障转移非常缓慢，有时需要十分钟以后，存储卷才能重新挂载到不同节点上的 Pod 里。

OpenEBS

对我来说 OpenEBS 是个全新事物，因此我很有兴趣做他的测试。他提出了一个新的 Container Attached Storage（容器挂载存储） 概念，这是一个基于微服务的存储控制器，以及多个基于微服务的存储副本。他和 Portworx 同样，属于云原生存储分类的成员。

它是一个完全开源的方案，目前提供两种后端——Jiva 和 cStor。我最开始选择的是 Jiva，后来切换到 cStor。cStor 有很多长处，例如他的控制器和副本被部署到单一的 OpenEBS 所在的命名空间之中，能够管理原始磁盘等。每个 K8s 卷都有自己的存储控制器，能在节点存储容量的许可范围内对存储进行扩展。

在 AKS 上运行

在 AKS 上的安装非常容易。

  1. 连接到所有 K8s 节点上，安装 iSCSI，这是因为他需要使用 iSCSI 协议在 K8s 节点之间进行 Pod 和控制器的连接。apt-get update apt install -y open-iscsi
  2. 使用一个 YAML 定义在 K8s 集群上完成部署：kubectl apply -f https://openebs.github.io/charts/openebs-operator-0.8.0.yaml
  3. 下一步，OpenEBS 控制器发现了节点中的所有磁盘。但是我必须手工标识出我附加的 AWS 托管磁盘。$ kubectl get disk NAME AGE disk-184d99015253054c48c4aa3f17d137b15m disk-2f6bced7ba9b2be230ca5138fd0b07f15m disk-806d3e77dd2e38f188fdaf9c46020bdc5m
  4. 然后把这些磁盘加入 StoragePoolClaim，这个对象会在 StorageClass 中进行引用：--- apiVersion: storage.k8s.io/v1 kind:StorageClass metadata: name: openebs-custom annotations: openebs.io/cas-type: cstor cas.openebs.io/config
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