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为 Azure Kubernetes 服务预配 Azure NetApp 文件 NFS 卷

2024-08-02

为 Azure Kubernetes 服务配置 Azure NetApp 文件后，可为 Azure Kubernetes 服务预配 Azure NetApp 文件卷。

Azure NetApp 文件支持使用 NFS（NFSv3 或 NFSv4.1）、SMB 和双重协议（NFSv3 和 SMB，或 NFSv4.1 和 SMB）的卷。

本文介绍静态或动态预配 NFS 卷的详细信息。
有关静态或动态预配 SMB 卷的信息，请参阅为 Azure Kubernetes 服务预配 Azure NetApp 文件 SMB 卷。
如需了解如何静态预配双协议卷，请参阅为 Azure Kubernetes 服务预配 Azure NetApp 文件双协议卷

静态配置使用 NFS 卷的应用程序

本节介绍如何在 Azure NetApp 文件上创建 NFS 卷并将该卷静态公开给 Kubernetes。本节还介绍了如何在容器化应用程序中使用卷。

创建 NFS 卷

定义变量供以后使用。将 myresourcegroup、mylocation、myaccountname、mypool1、premium、myfilepath、myvolsize、myvolname、vnetid 和 anfSubnetID 分别替换为你的帐户和环境中的相应值。 filepath 在所有 ANF 帐户中必须是唯一的。

RESOURCE_GROUP="myresourcegroup"
LOCATION="mylocation"
ANF_ACCOUNT_NAME="myaccountname"
POOL_NAME="mypool1"
SERVICE_LEVEL="premium" # Valid values are Standard, Premium, and Ultra
UNIQUE_FILE_PATH="myfilepath"
VOLUME_SIZE_GIB="myvolsize"
VOLUME_NAME="myvolname"
VNET_ID="vnetId"
SUBNET_ID="anfSubnetId"

使用 az netappfiles volume create 命令创建卷。有关详细信息，请参阅为 Azure NetApp 文件创建 NFS 卷。

az netappfiles volume create \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP \
    --location $LOCATION \
    --account-name $ANF_ACCOUNT_NAME \
    --pool-name $POOL_NAME \
    --name "$VOLUME_NAME" \
    --service-level $SERVICE_LEVEL \
    --vnet $VNET_ID \
    --subnet $SUBNET_ID \
    --usage-threshold $VOLUME_SIZE_GIB \
    --file-path $UNIQUE_FILE_PATH \
    --protocol-types NFSv3

创建永久性卷

使用 az netappfiles volume show 命令列出卷的详细信息。如果未在上一步中定义，请将变量替换为 Azure NetApp 文件帐户和环境中的适当值。

az netappfiles volume show \
    --resource-group $RESOURCE_GROUP \
    --account-name $ANF_ACCOUNT_NAME \
    --pool-name $POOL_NAME \
    --volume-name "$VOLUME_NAME -o JSON

以下输出是以实际值执行上述命令的示例。

{
  ...
  "creationToken": "myfilepath2",
  ...
  "mountTargets": [
    {
      ...
      "ipAddress": "10.0.0.4",
      ...
    }
  ],
  ...
}

创建名为 pv-nfs.yaml 的文件，并将其复制到以下 YAML 中。确保服务器与步骤 1 中的输出 IP 地址匹配，并且路径与上面 creationToken 的输出匹配。容量还必须与上述步骤中的卷大小匹配。
```
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv-nfs
spec:
  capacity:
    storage: 100Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  mountOptions:
    - vers=3
  nfs:
    server: 10.0.0.4
    path: /myfilepath2
```
使用 kubectl apply 命令创建永久性卷：
```
kubectl apply -f pv-nfs.yaml
```
使用 kubectl describe 命令验证永久性卷的状态是否为“Available”：
```
kubectl describe pv pv-nfs
```

创建永久性卷声明

创建名为 pvc-nfs.yaml 的文件，并将其复制到以下 YAML 中。此清单为 100Gi 存储和 ReadWriteMany 访问模式创建一个名为 pvc-nfs 的 PVC，与你创建的 PV 匹配。
```
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-nfs
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: ""
  resources:
    requests:
      storage: 100Gi
```
使用 kubectl apply 命令创建永久性卷声明：
```
kubectl apply -f pvc-nfs.yaml
```
使用 kubectl describe 命令验证永久性卷声明的状态是否为“Bound”：
```
kubectl describe pvc pvc-nfs
```

装载到 Pod

创建名为 nginx-nfs.yaml 的文件，并将其复制到以下 YAML 中。这个清单定义了一个使用持久卷声明的 nginx pod。

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-nfs
spec:
  containers:
  - image: mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.5-alpine
    name: nginx-nfs
    command:
    - "/bin/sh"
    - "-c"
    - while true; do echo $(date) >> /mnt/azure/outfile; sleep 1; done
    volumeMounts:
    - name: disk01
      mountPath: /mnt/azure
  volumes:
  - name: disk01
    persistentVolumeClaim:
      claimName: pvc-nfs

使用 kubectl apply 命令创建 Pod：
```
kubectl apply -f nginx-nfs.yaml
```
使用 kubectl describe 命令验证 Pod 是否正在运行：
```
kubectl describe pod nginx-nfs
```

验证卷是否已装载到 Pod 上：使用 kubectl exec 连接到 Pod，然后使用 df -h 检查该卷是否已装载。

kubectl exec -it nginx-nfs -- sh

/ # df -h
Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on
...
10.0.0.4:/myfilepath2  100T  384K  100T   1% /mnt/azure
...

动态配置使用 NFS 卷的应用程序

Astra Trident 可用于在 Azure NetApp 文件上动态配置 NFS 或 SMB 文件。动态预配的 SMB 卷仅支持 Windows 工作器节点。

本节介绍如何使用 Astra Trident 在 Azure NetApp 文件上动态创建 NFS 卷，以及如何将 NFS 卷自动挂载到容器化应用程序。

安装 Astra Trident

要动态预配 NFS 卷，请安装 Astra Trident。 Astra Trident 是 NetApp 的动态存储预配程序，专为 Kubernetes 而构建。使用 Astra Trident 的行业标准容器存储接口 (CSI) 驱动程序简化 Kubernetes 应用程序的存储消耗。 Astra Trident 在 Kubernetes 群集上部署为 Pod，并为 Kubernetes 工作负荷提供动态存储业务流程服务。

可以使用 Trident 运算符（通过手动方式或通过 Helm）或 tridentctl 来安装 Trident。若要详细了解这些安装方法及其工作原理，请参阅 Astra Trident 安装指南。

使用 Helm 安装 Trident

必须在工作站上安装 Helm，才能使用此方法安装 Astra Trident。有关安装 Astra Trident 的其他方法，请参阅 Astra Trident 安装指南。

若要使用 Helm 为仅具有 Linux 工作器节点的群集安装 Astra Trident，请运行以下命令：

helm repo add netapp-trident https://netapp.github.io/trident-helm-chart   
helm install trident netapp-trident/trident-operator --version 23.04.0  --create-namespace --namespace trident

该命令的输出类似于以下示例：

NAME: trident
LAST DEPLOYED: Fri May  5 13:55:36 2023
NAMESPACE: trident
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
Thank you for installing trident-operator, which will deploy and manage NetApp's Trident CSI storage provisioner for Kubernetes.

Your release is named 'trident' and is installed into the 'trident' namespace.
Please note that there must be only one instance of Trident (and trident-operator) in a Kubernetes cluster.

To configure Trident to manage storage resources, you will need a copy of tridentctl, which is available in pre-packaged Trident releases.  You may find all Trident releases and source code online at https://github.com/NetApp/trident. 

To learn more about the release, try:

    $ helm status trident
      $ helm get all trident

若要确认 Astra Trident 已成功安装，请运行以下 kubectl describe 命令：

kubectl describe torc trident

该命令的输出类似于以下示例：

Name:         trident
Namespace:    
Labels:       app.kubernetes.io/managed-by=Helm
Annotations:  meta.helm.sh/release-name: trident
              meta.helm.sh/release-namespace: trident
API Version:  trident.netapp.io/v1
Kind:         TridentOrchestrator
Metadata:
    ...
Spec:
  IPv6:                  false
  Autosupport Image:     docker.io/netapp/trident-autosupport:23.04
  Autosupport Proxy:     <nil>
  Disable Audit Log:     true
  Enable Force Detach:   false
  Http Request Timeout:  90s
  Image Pull Policy:     IfNotPresent
  k8sTimeout:            0
  Kubelet Dir:           <nil>
  Log Format:            text
  Log Layers:            <nil>
  Log Workflows:         <nil>
  Namespace:             trident
  Probe Port:            17546
  Silence Autosupport:   false
  Trident Image:         docker.io/netapp/trident:23.04.0
  Windows:               false
Status:
  Current Installation Params:
    IPv6:                       false
    Autosupport Hostname:       
    Autosupport Image:          docker.io/netapp/trident-autosupport:23.04
    Autosupport Proxy:          
    Autosupport Serial Number:  
    Debug:                      false
    Disable Audit Log:          true
    Enable Force Detach:        false
    Http Request Timeout:       90s
    Image Pull Policy:          IfNotPresent
    Image Pull Secrets:
    Image Registry:       
    k8sTimeout:           30
    Kubelet Dir:          /var/lib/kubelet
    Log Format:           text
    Log Layers:           
    Log Level:            info
    Log Workflows:        
    Probe Port:           17546
    Silence Autosupport:  false
    Trident Image:        docker.io/netapp/trident:23.04.0
  Message:                Trident installed
  Namespace:              trident
  Status:                 Installed
  Version:                v23.04.0
Events:
  Type    Reason      Age    From                        Message
  ----    ------      ----   ----                        -------
  Normal  Installing  2m59s  trident-operator.netapp.io  Installing Trident
  Normal  Installed   2m31s  trident-operator.netapp.io  Trident installed

创建后端

要指示 Astra Trident Azure NetApp 文件订阅及其需要在何处创建卷，请创建后端。此步骤需要上一步中创建的帐户详细信息。

创建名为 backend-secret.yaml 的文件，并将其复制到以下 YAML 中。将 Client ID 和 clientSecret 更改为环境的正确值。

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: backend-tbc-anf-secret
type: Opaque
stringData:
  clientID: 00001111-aaaa-2222-bbbb-3333cccc4444
  clientSecret: rR0rUmWXfNioN1KhtHisiSAnoTherboGuskey6pU

创建名为 backend-anf.yaml 的文件，并将其复制到以下 YAML 中。将 subscriptionID、tenantID、location 和 serviceLevel 更改为环境的正确值。对启用了 Azure NetApp 文件的 Azure 订阅使用 subscriptionID。从具有足够 Azure NetApp 文件服务权限的 Microsoft Entra ID 中的应用程序注册获取 tenantID、clientID 和 clientSecret。应用程序注册包括 Azure 预定义的“所有者”或“参与者”角色。该位置必须是至少包含一个在上一步中创建的委派子网的 Azure 位置。 serviceLevel 必须匹配针对为 AKS 工作负载配置 Azure NetApp 文件中的容量池配置的 serviceLevel。
```
apiVersion: trident.netapp.io/v1
kind: TridentBackendConfig
metadata:
  name: backend-tbc-anf
spec:
  version: 1
  storageDriverName: azure-netapp-files
  subscriptionID: aaaa0a0a-bb1b-cc2c-dd3d-eeeeee4e4e4e
  tenantID: aaaabbbb-0000-cccc-1111-dddd2222eeee
  location: eastus
  serviceLevel: Premium
  credentials:
    name: backend-tbc-anf-secret
```
有关后端的详细信息，请参阅 Azure NetApp 文件后端配置选项和示例。

使用 kubectl apply 命令应用机密和后端。首先应用机密：

kubectl apply -f backend-secret.yaml -n trident

该命令的输出类似于以下示例：

secret/backend-tbc-anf-secret created

应用后端：

kubectl apply -f backend-anf.yaml -n trident

该命令的输出类似于以下示例：

tridentbackendconfig.trident.netapp.io/backend-tbc-anf created

使用 kubectl get 命令确认已创建后端：

 kubectl get tridentbackends -n trident

该命令的输出类似于以下示例：

NAME        BACKEND               BACKEND UUID
tbe-kfrdh   backend-tbc-anf   8da4e926-9dd4-4a40-8d6a-375aab28c566

创建存储类

存储类用于定义使用永久性卷动态创建存储单位的方式。要使用 Azure NetApp 文件卷，必须创建存储类。

创建名为 anf-storageclass.yaml 的文件，并将其复制到以下 YAML 中：

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: azure-netapp-files
provisioner: csi.trident.netapp.io
parameters:
  backendType: "azure-netapp-files"
  fsType: "nfs"

使用 kubectl apply 命令创建存储类：
```
kubectl apply -f anf-storageclass.yaml
```
该命令的输出类似于以下示例：
```
storageclass/azure-netapp-files created
```

运行 kubectl get 命令以查看存储类的状态：

kubectl get sc
NAME                 PROVISIONER             RECLAIMPOLICY   VOLUMEBINDINGMODE   ALLOWVOLUMEEXPANSION   AGE
azure-netapp-files   csi.trident.netapp.io   Delete          Immediate           false

创建 PVC

永久性卷声明 (PVC) 是指用户对存储空间的请求。创建永久性卷声明后，Astra Trident 会自动创建 Azure NetApp 文件卷，使其可供 Kubernetes 工作负荷使用。

创建名为 anf-pvc.yaml 的文件，并将其复制到以下 YAML 中。在此示例中，需要一个具有 ReadWriteMany 访问权限的 1 TiB 卷。

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: anf-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Ti
  storageClassName: azure-netapp-files

使用 kubectl apply 命令创建持久卷声明：
```
kubectl apply -f anf-pvc.yaml
```
该命令的输出类似于以下示例：
```
persistentvolumeclaim/anf-pvc created
```

若要查看有关永久性卷声明的信息，请运行 kubectl get 命令：

kubectl get pvc

该命令的输出类似于以下示例：

kubectl get pvc -n trident
NAME      STATUS   VOLUME                                     CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS         AGE
anf-pvc   Bound    pvc-bffa315d-3f44-4770-86eb-c922f567a075   1Ti        RWO            azure-netapp-files   62s

使用永久性卷

创建 PVC 后，Astra Trident 将创建持久卷。可以启动 Pod 以挂载和访问 Azure NetApp 文件卷。

以下清单可用于定义 NGINX Pod，其可装载上一步创建的 Azure NetApp 文件卷。在本示例中，卷将装载到 /mnt/data。

创建名为 anf-nginx-pod.yaml 的文件，并将其复制到以下 YAML 中：

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.5-alpine
    resources:
      requests:
        cpu: 100m
        memory: 128Mi
      limits:
        cpu: 250m
        memory: 256Mi
    volumeMounts:
    - mountPath: "/mnt/data"
      name: volume
  volumes:
    - name: volume
      persistentVolumeClaim:
        claimName: anf-pvc

使用 kubectl apply 命令创建 Pod：

kubectl apply -f anf-nginx-pod.yaml

该命令的输出类似于以下示例：

pod/nginx-pod created

Kubernetes 已在位于 /mnt/data 的 nginx 容器内创建一个装载了卷并可供访问的 Pod。可以通过使用 kubectl describe 命令检查 Pod 的事件日志进行确认：

kubectl describe pod nginx-pod

该命令的输出类似于以下示例：

[...]
Volumes:
  volume:
    Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace)
    ClaimName:  anf-pvc
    ReadOnly:   false
  default-token-k7952:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-k7952
    Optional:    false
[...]
Events:
  Type    Reason                  Age   From                     Message
  ----    ------                  ----  ----                     -------
  Normal  Scheduled               15s   default-scheduler        Successfully assigned trident/nginx-pod to brameshb-non-root-test
  Normal  SuccessfulAttachVolume  15s   attachdetach-controller  AttachVolume.Attach succeeded for volume "pvc-bffa315d-3f44-4770-86eb-c922f567a075"
  Normal  Pulled                  12s   kubelet                  Container image "mcr.microsoft.com/oss/nginx/nginx:1.15.5-alpine" already present on machine
  Normal  Created                 11s   kubelet                  Created container nginx
  Normal  Started                 10s   kubelet                  Started container nginx

后续步骤

Astra Trident 支持 Azure NetApp 文件的许多功能。有关详细信息，请参阅：

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通过

为 Azure Kubernetes 服务预配 Azure NetApp 文件 NFS 卷

静态配置使用 NFS 卷的应用程序

创建 NFS 卷

创建永久性卷

创建永久性卷声明

装载到 Pod

动态配置使用 NFS 卷的应用程序

安装 Astra Trident

使用 Helm 安装 Trident

创建后端

创建存储类

创建 PVC

使用永久性卷

后续步骤

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