Speicherkonzeption für die Virtualisierung in der Red Hat OpenShift
Stellen Sie den Virtualisierungsspeicher OpenShift bereit, indem Sie Red Hat OpenShift Data Foundation mit NVMe, File Storage for VPC und IBM Cloud Object Storage für persistente Volumes verwenden.
Die wichtigsten Elemente der Speicherarchitektur sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
Speicheroptionen
Red Hat® OpenShift® Die Virtualisierung verwendet Kubernetes PersistentVolumes (PVs) und PersistentVolumeClaims (PVCs) zur Verwaltung des Speichers. Es werden mehrere Speicher-Backends unterstützt, darunter Blockspeicher (nicht verfügbar bei Bare-Metal-Servern), Dateispeicher und lokaler Speicher (nur verfügbar bei Bare-Metal-Servern).
Red Hat OpenShift on IBM Cloud bietet integrierte Add-ons für Red Hat OpenShift Data Foundation (ODF), Block- und Dateispeicher unter Verwendung von IBM Cloud Ressourcen.
Red Hat OpenShift Datenfundament (ODF)
Red Hat OpenShift Data Foundation (ODF) bietet persistenten, softwaredefinierten Speicher für containerisierte Anwendungen. Sie bietet hochverfügbaren und skalierbaren Speicher durch die Kombination von Objekt-, Block- und Dateispeicher unter einer einheitlichen Plattform. ODF bietet Funktionen wie Snapshots, Replikation und skalierbare Speicherverwaltung und ist in die Red Hat OpenShift Konsole und APIs integriert. Diese Integration hilft Ihnen bei der Verwaltung von Speicherplatz für verschiedene Workloads.
Die primäre Speicheroption für Red Hat OpenShift Virtualization ist Red Hat OpenShift Data Foundation. Diese hochverfügbare Speicherlösung besteht aus mehreren Open-Source-Komponenten und -Technologien wie Ceph, NooBaa, und Rook. Diese Operatoren werden zur Bereitstellung und Verwaltung von Datei-, Block- und Objektspeicher für Ihre Cluster unter Verwendung von Speicherklassen verwendet.
ODF abstrahiert Ihren zugrunde liegenden Speicher, und Sie können ODF verwenden, um Datei-, Block- oder Objektspeicher-Claims aus demselben zugrunde liegenden Raw-Block-Speicher zu erstellen. Bei der Virtualisierung verwendet ODF lokale NVMe-Festplatten auf Bare-Metal-Servern, um eine leistungsstarke virtualisierte Speicherebene zu schaffen, in der Ihre Anwendungsdaten standardmäßig in Vielfachen von 3 repliziert werden, um hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten. ODF mit Red Hat OpenShift Virtualisierung ist besonders wichtig, wenn Sie Disaster-Recovery-Funktionen (DR) für Ihre VM Workloads nutzen möchten.
Weitere Informationen zu ODF finden Sie unter OpenShift Data Foundation verstehen.
ODF unterstützt die folgenden Verschlüsselungsebenen:
- Cluster-Verschlüsselung - verschlüsselt Daten im Ruhezustand über den gesamten Speichercluster.
- In-Transit-Verschlüsselung - sichert Daten bei der Übertragung zwischen Knoten, Pods und Clients.
- Storage-Volume-Verschlüsselung - bietet Verschlüsselung für einzelne PersistentVolumes oder Storage-Volumes.
Weitere Informationen zum Einrichten der Verschlüsselung von Speichermedien in Red Hat OpenShift Kubernetes Service finden Sie unter Einrichten der Verschlüsselung mithilfe von Hyper Protect Crypto Services.
IBM Cloud Object Storage
Sie können IBM Cloud Object Storage mit Backup-Lösungen oder anderen Objektspeicheranforderungen verwenden. IBM Cloud Object Storage ermöglicht die Speicherung von Backup-Daten außerhalb des ODF-Clusters für den Fall einer Katastrophe.
IBM Cloud Object Storage wird von IBM Cloud verwaltet, während der in den ODF-Clustern aufgebaute Objektspeicher auf Red Hat OpenShift Worker Nodes selbst verwaltet wird. Je nach Anwendungsfall können Sie sowohl IBM Cloud Object Storage als auch Red Hat OpenShift verwenden.
File Storage for VPC
Sie können File Storage for VPC verwenden, einen netzwerkgebundenen Speicher mit Unterstützung für NFS.
IBM Cloud File Storage for VPC ist eine beständige, schnelle und flexible netzwerkgebundene NFS-basierte Speicheroption. Sie können IBM Cloud File Storage zu Ihren Anwendungen hinzufügen, indem Sie persistente Volumenansprüche (PVCs) verwenden. Sie können zwischen vordefinierten Speicherklassen wählen, die die erforderliche Kapazität in GB und IOPS bereitstellen.
- Alle Dateifreigaben werden mit zonaler Verfügbarkeit bereitgestellt.
- Alle Klassen unterstützen die zonenübergreifende Montage.
Daten auf einer Dateifreigabe werden standardmäßig mit IBM-managed encryption verschlüsselt. Sie können optional Ihre eigenen Root-Schlüssel verwenden, um Ihre Dateifreigaben mit vom Kunden verwalteten Schlüsseln zu schützen. Weitere Informationen finden Sie unter Über File Storage for VPC und Über File Storage for VPC > Sichern Ihrer Daten.
Für NFS-basierte Dateifreigaben können Sie auch den NFS Speicher verwenden, der in die ODF-Cluster integriert ist. Der Hauptunterschied besteht darin, dass File Storage for VPC von IBM Cloud verwaltet wird, während NFS in die ODF-Cluster integriert ist und auf Red Hat OpenShift verwalteten Arbeitsknoten selbst verwaltet wird. Die IOPS- und GB-Einstellungen sind unabhängig von Ihren Clustern. Je nach Anwendungsfall können Sie beide Möglichkeiten nutzen.
Für Red Hat OpenShift Virtualisierungs-Workloads, die VPC File Storage verwenden, sollten Sie die folgenden Punkte beachten:
- Schnappschüsse werden nicht unterstützt.
- Jeder Persistent Volume Claim (PVC), der mit diesem Provisioner erstellt wurde, stellt eine NFS Freigabe und ein Einhängeziel in Ihrer VPC bereit.
- Eine PVC kann als Volume in mehrere Pods oder virtuelle Server eingebunden werden. Sie kann jedoch nicht von mehreren virtuellen Servern gemeinsam genutzt werden.
- Bei virtuellen Servern entspricht eine virtuelle Serverplatte einer PVC, was bedeutet, dass eine NFS Freigabe pro virtueller Serverplatte gilt.
Um das Add-on Dateispeicherfreigaben für VPC auf Ihrem Red Hat OpenShift Cluster bereitzustellen, siehe Aktivieren des IBM Cloud File Storage for VPC Cluster-Add-ons.
Das Add-on installiert automatisch den PersistentVolume provisioner vpc.file.csi.ibm.io und erstellt eine Reihe von StorageClasses, die ibmc-vpc-file-* genannt werden. Jede Option bietet unterschiedliche IOPS-Stufen
sowie unterschiedliche Richtlinien für die Rückgewinnung und Bindung. Eine vollständige Liste der verfügbaren StorageClasses und ausführliche Erläuterungen zu ihren Parametern finden Sie in der Referenz der Speicherklassen.
Block Storage for VPC
Blockspeicher für VPC ist nur für virtuelle Server-Worker-Nodes verfügbar.
Dieses Add-on stellt hochleistungsfähigen, auf Hypervisor-Ebene bereitgestellten Datenspeicher auf Blockebene für die Worker-Knoten Ihrer virtuellen Server bereit, indem es persistente Volume-Claims (PVCs) von Kubernetes nutzt. PVCs werden verwendet, um virtuelle Serverfestplatten auf IBM Cloud Block Storage Volumes zu speichern.
Daten auf einem Block-Volume werden im Ruhezustand standardmäßig mit IBM-managed encryption verschlüsselt. Sie können optional Ihre eigenen Root-Schlüssel verwenden, um Ihre Dateifreigaben mit vom Kunden verwalteten Schlüsseln zu schützen. Weitere Informationen finden Sie unter Über Block Storage for VPC und Über Block Storage for VPC > Sichern Ihrer Daten.
Auswahl Ihrer Speicherlösung
Wählen Sie anhand der folgenden Tabelle die richtige Speicheroption entsprechend Ihren Workload-Anforderungen aus. Innerhalb desselben Clusters können mehrere Optionen kombiniert werden.
| Anwendungsfall | Empfohlene Option | Wichtige Vorgaben |
|---|---|---|
| Start- und Datenfestplatten virtueller Maschinen, Live-Migration, Snapshots, DR | ODF auf Bare-Metal (lokales NVMe) | Erfordert Bare-Metal-Worker-Knoten; mindestens 3 Knoten im ODF-Speicherpool (Bereitstellungen mit einer Zone und flexibler Skalierung können schrittweise erweitert werden; Bereitstellungen mit mehreren Zonen erfordern ein Vielfaches von 3); auf ROKS werden nur Replikationspools unterstützt (Erasure-Codierung ist auf ROKS-Bare-Metal nicht verfügbar) |
| Zugriff auf ein gemeinsames Dateisystem über Pods oder VMs hinweg | ODF- NFS ( CephFS-backed ) oder File Storage for VPC | ODF NFS erfordert ein aktiviertes NFS-Gateway (erfordert ca. 3 CPU + 8 Gi RAM); File Storage for VPC unterstützt keine Snapshots und kann nicht für mehrere virtuelle Server gemeinsam genutzt werden |
| Sichern von Daten oder Objekt-Workloads außerhalb des ODF-Clusters | IBM Cloud Object Storage | Vollständig verwaltet; separat abgerechnet; nicht geeignet für Block- oder Datei- VM-Disk-Workloads |
| Blockspeicher auf Worker-Knoten virtueller Server (VSI) | Block Storage for VPC | Nur auf VSI-Worker-Knoten verfügbar, nicht auf Bare-Metal-Servern |
| Gemeinsam genutzte, schreibgeschützte Inhalte oder Importquellen | File Storage for VPC | Ein NFS-Share pro PVC; unterstützt zoneübergreifende Einbindung; maximal 32 TB pro PVC |
ODF ist die primäre und empfohlene Speicherlösung für die Virtualisierung von Red Hat OpenShift auf IBM Cloud. Lesen Sie die folgenden Anforderungen durch, bevor Sie Ihren Cluster bereitstellen.
- ODF erfordert Bare-Metal-Worker-Knoten, auf denen Red Hat unter CoreOS ausgeführt wird. ODF-Speichercluster auf Red Hat OpenShift Kubernetes Service unterstützen keine virtualisierten (VSI) Worker-Knoten.
- Der ODF-Speicherknotenpool erfordert mindestens 3 Knoten. Bereitstellungen mit einer einzigen Zone und flexible Skalierung können schrittweise über die anfänglichen 3 hinaus erweitert werden. Bei Bereitstellungen in mehreren Zonen müssen Vielfache von 3 verwendet werden (3, 6, 9, …) um eine ausgewogene Zonenverteilung zu gewährleisten. Zahlen, die kein Vielfaches von 3 sind, führen in einer Topologie mit mehreren Zonen zu einem Zonenungleichgewicht, das eine ungleichmäßige OSD-Gewichtsverteilung und eine suboptimale Datenplatzierung zur Folge hat.
- Für den Block-Speicher in der Produktion auf ROKS Bare-Metal werden ausschließlich Replikationspools ( replica-3 und replica-2 ) unterstützt. Erasure-Coded-Pools für RBD sind eine Funktion in der Entwicklervorschau (ODF 4.20 +) und stehen nicht für den produktiven Einsatz zur Verfügung.
- Um eine optimale Leistung und Stabilität zu gewährleisten, richten Sie einen dedizierten Speicher-Worker-Pool für ODF und einen separaten Rechen-Worker-Pool für VM-Workloads ein. Die gemeinsame Unterbringung von ODF-Daemons und VM-Workloads auf denselben Knoten führt zu Ressourcenkonflikten.
Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur ODF-Konfiguration nach der Bereitstellung Ihres Clusters finden Sie unter Red Hat OpenShift Data Foundation(ODF)für Workloads auf virtuellen Maschinen.
Nächste Schritte
Nachdem Sie nun die Speicherdesign-Optionen für Red Hat OpenShift Virtualisierung kennen, sollten Sie sich mit diesen verwandten Themen beschäftigen:
- Sicherheit: Überprüfung der Verschlüsselung und des Datenschutzes für die Speicherung
- Ausfallsicherheit: Erfahren Sie mehr über Backup- und Disaster-Recovery-Strategien für ODF
- Berechnen: Untersuchen Sie Optionen für das Rechendesign und die Speicheranforderungen
- Referenzarchitektur: Lesen Sie die vollständige Red Hat OpenShift Virtualisierungs-Referenzarchitektur