CSI 临时内联卷

通常，Kubernetes 中由外部存储驱动程序提供的卷是*持久化的*，其生命周期与 Pod 完全独立，或者（作为特例）与其使用的第一个 Pod 松散耦合（延迟绑定模式）。在 Kubernetes 中请求和定义此类卷的机制是持久卷声明 (PVC) 和持久卷 (PV) 对象。最初，由容器存储接口 (CSI) 驱动程序支持的卷只能通过此 PVC/PV 机制使用。

但是，也有一些数据卷的用例，其内容和生命周期与 Pod 绑定。例如，驱动程序可能会使用特定于 Pod 中运行的应用程序的动态创建的密钥来填充卷。此类卷需要与 Pod 一起创建，并且可以作为 Pod 终止的一部分删除（*临时性的*）。它们在 Pod 规范中定义（*内联*）。

自 Kubernetes 1.15 起，CSI 驱动程序也可用于此类*临时内联*卷。CSIInlineVolume 功能门控必须设置为启用它，因为在 1.15 中支持仍处于 alpha 状态。在 1.16 中，该功能达到 beta 状态，这通常意味着它在集群中默认启用。

CSI 驱动程序必须进行调整才能支持这一点，因为尽管使用了两个现有的 CSI gRPC 调用（`NodePublishVolume` 和 `NodeUnpublishVolume`），但它们的使用方式不同，并且 CSI 规范未涵盖：对于临时卷，当请求 CSI 驱动程序提供卷时，`kubelet` 仅调用 `NodePublishVolume`。所有其他调用（如 `CreateVolume`、`NodeStageVolume` 等）都被跳过。卷参数在 Pod 规范中提供，并从那里复制到 `NodePublishVolumeRequest.volume_context` 字段中。目前没有标准化的参数；即使是常见参数（如大小）也必须以 CSI 驱动程序定义的格式提供。同样，在 Pod 终止且需要删除卷后，仅调用 `NodeUnpublishVolume`。

最初，假设 CSI 驱动程序将专门编写以提供持久卷或临时卷。但也有一些驱动程序可以同时提供两种模式的存储：例如，PMEM-CSI 管理持久内存 (PMEM)，这是一种由英特尔® Optane™ DC 持久内存提供的新型本地存储。这种内存既可以用作持久数据存储（比普通 SSD 更快），也可以用作临时暂存空间（容量比 DRAM 更大）。

因此，Kubernetes 1.16 中的支持得到了扩展

• Kubernetes 和用户可以通过`CSIDriver` 对象中的 `volumeLifecycleModes` 字段来确定驱动程序支持哪种卷。
• 驱动程序可以通过启用“挂载时的 Pod 信息”功能来获取有关卷模式的信息，该功能随后会将新的 `csi.storage.k8s.io/ephemeral` 条目添加到 `NodePublishRequest.volume_context` 中。

有关在 CSI 驱动程序中实现对临时内联卷的支持的更多信息，请参阅Kubernetes-CSI 文档和原始设计文档。

这篇博文接下来将介绍基于实际驱动程序的用法示例，并在最后进行总结。

示例

PMEM-CSI

在v0.6.0 版本中添加了对临时内联卷的支持。该驱动程序可以在具有真正英特尔® Optane™ DC 持久内存的主机、GCE 中的特殊机器或 QEMU 模拟的硬件上使用。后者完全集成到 Makefile 中，只需要 Go、Docker 和 KVM，因此本示例使用了这种方法

git clone --branch release-0.6 https://github.com/intel/pmem-csi
cd pmem-csi
TEST_DISTRO=clear TEST_DISTRO_VERSION=32080 TEST_PMEM_REGISTRY=intel make start

启动四节点集群可能需要一段时间，但最终应该以

The test cluster is ready. Log in with /work/pmem-csi/_work/pmem-govm/ssh-pmem-govm, run kubectl once logged in.
Alternatively, KUBECONFIG=/work/pmem-csi/_work/pmem-govm/kube.config can also be used directly.

To try out the pmem-csi driver persistent volumes:
...

To try out the pmem-csi driver ephemeral volumes:
   cat deploy/kubernetes-1.17/pmem-app-ephemeral.yaml | /work/pmem-csi/_work/pmem-govm/ssh-pmem-govm kubectl create -f -

`deploy/kubernetes-1.17/pmem-app-ephemeral.yaml` 指定一个卷

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: my-csi-app-inline-volume
spec:
  containers:
    - name: my-frontend
      image: busybox
      command: [ "sleep", "100000" ]
      volumeMounts:
      - mountPath: "/data"
        name: my-csi-volume
  volumes:
  - name: my-csi-volume
    csi:
      driver: pmem-csi.intel.com
      fsType: "xfs"
      volumeAttributes:
        size: "2Gi"
        nsmode: "fsdax"

创建该 Pod 后，我们可以检查结果

kubectl describe pods/my-csi-app-inline-volume

Name:         my-csi-app-inline-volume
...
Volumes:
  my-csi-volume:
    Type:              CSI (a Container Storage Interface (CSI) volume source)
    Driver:            pmem-csi.intel.com
    FSType:            xfs
    ReadOnly:          false
    VolumeAttributes:      nsmode=fsdax
                           size=2Gi

kubectl exec my-csi-app-inline-volume -- df -h /data

Filesystem                Size      Used Available Use% Mounted on
/dev/ndbus0region0fsdax/d7eb073f2ab1937b88531fce28e19aa385e93696
                          1.9G     34.2M      1.8G   2% /data

镜像填充器

镜像填充器会自动解压缩容器镜像并将其内容作为临时卷提供。它仍在开发中，但 canary 镜像已经可用，可以使用以下命令安装

kubectl create -f https://github.com/kubernetes-csi/csi-driver-image-populator/raw/master/deploy/kubernetes-1.16/csi-image-csidriverinfo.yaml
kubectl create -f https://github.com/kubernetes-csi/csi-driver-image-populator/raw/master/deploy/kubernetes-1.16/csi-image-daemonset.yaml

此示例 Pod 将运行 nginx 并让它提供来自 `kfox1111/misc:test` 镜像的数据

kubectl create -f - <<EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.16-alpine
    ports:
    - containerPort: 80
    volumeMounts:
    - name: data
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
  - name: data
    csi:
      driver: image.csi.k8s.io
      volumeAttributes:
          image: kfox1111/misc:test
EOF

kubectl exec nginx -- cat /usr/share/nginx/html/test

该 `test` 文件只包含一个单词

testing

可以使用 Dockerfile 构建此类数据容器，例如

FROM scratch
COPY index.html /index.html

cert-manager-csi

cert-manager-csi 与cert-manager一起工作。此驱动程序的目标是便于将证书密钥对无缝地请求和挂载到 Pod。这对于促进 mTLS 或以其他方式使用保证存在的证书来保护 Pod 的连接非常有用，同时具有 cert-manager 提供的所有功能。此项目是实验性的。

后续步骤

临时内联卷的问题之一是 Kubernetes 将 Pod 调度到节点上，而不知道该节点上当前可用的存储。Pod 安排好之后，CSI 驱动程序必须使卷在该节点上可用。如果当前无法做到这一点，则 Pod 将无法启动。这将重试，直到最终卷准备就绪。存储容量跟踪 KEP 试图解决此问题。

相关的 KEP 引入了标准化大小参数。

目前，在讨论这些问题时，CSI 临时内联卷仍处于 beta 阶段。我们需要您的反馈来决定如何继续使用此功能。对于 KEP，上面链接的两个 PR 是发表评论的好地方。SIG Storage 还定期开会，可以通过Slack 和邮件列表联系到。

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