CKA 자격증 따기 - day14

Docker Storage

Storage Drivers와 Volume Drivers로 나누어진다.

도커를 설치하면 /var/lib/docker폴더가 생성되며 그 아래에는 aufs, contianers, image, volumes등의 폴더가 생긴다.

도커는 기본적으로 레이어 아키텍처를 갖는다.

• 레이어 아키텍처의 장점은 도커 이미지가 빌드 될 떄 업데이트 할 이미지를 레이어만 변경함으로써 더 빠르게 빌드 할 수 있다.

• 이전 레이어를 재 사용가능하다.

• 레이어는 Bottom-Up구조를 가지며, OS로부터 소스코드 명령어까지 레이어가 위에 계속 쌓인다. (Layer 1 -> Later 5)
• 빌드가 완료되면 레이어의 내용을 수정 할 수 없다.
• 읽기 전용이고 새 빌드를 시작해야만 수정 할 수 있다.
• 도커는 이미지 레이어에 존재하는 코드나 파일을 사용자가 수정하려고 하면 이를 현재 컨테이너 레이어에서 복사해서 Write할 수 있게 해준다. Copy-On-Write

Container Layer

컨테이너가 종료되면 데이터가 없어진다 그러므로 영속적으로 보존하기 위해선 volume에 저장한다.

# READ WRITE
Layer 6. Container Layer

Image Later

이미지 레이어는 저장되며 빌드시에만 수정 가능하다.

Layer 5. Update Entrypoint
Layer 4. Source Code
Layer 3. Changes in pip packages
Layer 2. Changes in apt packages
Layer 1. Base Ubuntu Layer

볼륨 지정 예시

# /var/lib/docker/volumes
$ docker volume create data_volume
# 볼륨을 생성하거나 호스트의 볼륨을 연결할 수 있다.
$ docker run -v data:volume:/var/lib/mysql mysql

• 최근에는 대시 마운트 옵션을 사용하는것이 선호된다.

docker run mysql \
--mount type=bind,source=/data/mysql,target=/var/lib/mysql

Storage drivers

볼륨은 스토리지 드라이버에서 처리되지 않는다.

• AUFS
• ZFS
• BTRFS
• Device Mapper
• Overlay
• Overlay2

Volume Drivers

컨테이너 구동 시 특정 볼륨 드라이버를 설정 할 수 있다.

• Local(Default)
• Azure File Storage
• Convoy
• DigitalOcean Block Storage
• Flocker
• gce-docker
• GlusteFS
• NetApp
• RexRay
• Portworx
• VMware vSphere Storage

# 클라우드로 볼륨이 연결됨
docker run mysql -it \
  --name mysql
  --volume-driver rexray/ebs
  --mount src=ebs-vol,target=/var/lib/mysql

Container Storage Interface

• CRI(컨테이너 런타임 인터페이스) 는 k8s와 container가 어떻게 통신할 수 있는지에 대한 인터페이스를 제공한다.
  • rkt
  • docker
  • cri-o
• CNI(컨테이너 네트워크 인터페이스)는 다른 네트워크 벤더들이 k8s와 어떻게 통신할수 있는지에 대한 인터페이스를 제공
  • Flannel
  • Calico
  • Cilium
• CSI(컨테이너 저장소 인터페이스)는 k8s와 통신할 수 있는 저장소들간의 인터페이스다.
  • portworx
  • Amazon EBS
  • DELL EMC
  • GlusterFS
  • CephFS
  • Longhorn

Volume

• 컨테이너와 데이터는 수명을 함께 한다.
• volume을 사용하면 컨테이너에 저장한 데이터를 영속화가능하다.
• 파드 역시 마찬가지이며, 데이터를 보존하기 위해 volume이 필요하다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: random-number-generator
spec:
  containrs:
  - image: alpine
    name: alpine
    command: ["/bin/sh", "-c"]
    args: ["shuf -i 0-100 -n 1 >> /opt/number.out;"]
    volumeMounts:
    - moutPath: /opt
      name: data-volume
# opt에 저장한 데이터를 아래 볼륨과 연결 하지만 hostPath라 노드들의 데이터는 동일하지 않음
  volumes:
  - name: data-volume
    hostPath:
      path: /data
      type: Directory
     

Persistent Volume(PV)

• pv는 k8s에서 관리하는 대용량 저장소 풀이다.
• k8s의 pod들이 데이터를 보존하기 위해서 pv를 사용할 수 있다.
• pv는 만들어진 용량 풀이고 pod가 pvc요청을 해서 자원을 사용한다.

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv-voll
spec: 
  accessModes:
    - ReadWriteOnce #ReadOnlyMany ReadWriteOnce ReadWriteMany
  capacity:
    storage: 1Gi
  # 프로덕션 환경에서 안씀
  hostPath: 
    path: /tmp/data 
  # AWS
  awsElasticBlockStorage:
    volumeID: <volume-id>
    fsType: ext4
  # Retain: 관리자가 수동으로 삭제할때까지 영구볼륨 유지
  # Delete: PVC삭제 즉시 볼륨 삭제되며 저장공간이 확보됨
  # Recycle: 다른 클레임에서 사용되도록 재활용
  # persistentVolumeReclaimPolicy: Retain

Persistent Volume Claims

• pvc가 생기면 k8s는 pv와 pvc를 바인딩한다.
• 자동으로 찾아주지면 label 과 selector를 사용하여 볼륨을 바인딩 할 수 있음
• 적당한 볼륨이 없으면 볼륨이 생성될때까지 생성을 보류함
• pv와 pvc는 1대1이다. pvc하나가 여러 개 pv에 할당 할 수 없다.

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: myclaim
spc:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 500Mi

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
    - name: myfrontend
      image: nginx
      volumeMounts:
      - mountPath: "/var/www/html"
        name: mypd
  volumes:
    - name: mypd
      persistentVolumeClaim:
        claimName: myclaim

Storage Class

• pod를 생성할때마다 PVC를 수동으로 프로비저닝 하기에는 힘들다 이를 정적 프로비저닝 볼륨이라고 한다.
• 자동으로 프로비저닝 하게 할 수 있는데 스토리지 클래스를 사용하면 가능하다.
• 자동으로 프로비저닝하게 하면 수동으로 pv, pvc정의가 필요없다.
• 스토리지 클래스가 자동으로 만듬
• 기본 스토리지클래스를 정의하여 넣을수 있음
• 가령 스토리지 클래스를 사용하면, 실버 골드 플래티넘과 같이 유저 등급에 따른 저장공간을 나눠놓고 해당 저장소의 옵션을 다르게 주는 것 또한 가능

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StroageClass
metadata:
  name: google-storage
provisioner: kubernetes.io/gce-pd

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
    - name: myfrontend
      image: nginx
      volumeMounts:
      - mountPath: "/var/www/html"
        name: mypd
  storageClassName: google-storage