卷健康监控 Alpha 更新

CSI卷健康监控功能最初在1.19版本中引入，在1.21版本中进行了大规模更新。

为什么要在Kubernetes中添加卷健康监控？

如果没有卷健康监控，Kubernetes在PVC被Pod配置和使用后，对存储系统底层卷的状态一无所知。在Kubernetes中配置卷后，底层存储系统可能会发生许多事情。例如，卷可能会在Kubernetes外部被意外删除，卷所在的磁盘可能会故障，容量不足，磁盘可能已降级，从而影响其性能等等。即使卷已挂载到Pod并被应用程序使用，之后也可能出现问题，例如读/写I/O错误、文件系统损坏、卷在Kubernetes外部意外卸载等。当发生此类问题时，调试和检测根本原因非常困难。

卷健康监控对Kubernetes用户非常有益。它可以与CSI驱动程序通信，检索底层存储系统检测到的错误。PVC事件可以报告给用户以采取行动。例如，如果卷容量不足，他们可以请求卷扩容以获得更多空间。

什么是卷健康监控？

CSI卷健康监控允许CSI驱动程序从底层存储系统检测异常卷状况，并将其作为事件报告到PVC或Pod上。

监控卷并报告卷健康信息的Kubernetes组件包括以下内容：

• 除了收集现有卷统计信息外，Kubelet还将监控该节点上PVC的卷健康状况。如果PVC出现异常健康状况，将使用该PVC在Pod对象上报告一个事件。如果多个Pod正在使用同一个PVC，则会在所有使用该PVC的Pod上报告事件。
• 一个外部卷健康监控控制器监控PVC的卷健康状况并在PVC上报告事件。

请注意，当此功能首次在Kubernetes 1.19版本中引入时，节点侧卷健康监控逻辑是一个外部代理。在Kubernetes 1.21中，节点侧卷健康监控逻辑从外部代理移动到Kubelet中，以避免进行重复的CSI函数调用。通过1.21中的此更改，为Kubelet中的卷健康监控逻辑引入了一个新的alpha功能门`CSIVolumeHealth`。

目前，卷健康监控功能仅提供信息，因为它只报告PVC或Pod上的异常卷健康事件。用户需要检查这些事件并手动修复问题。此功能是Kubernetes未来对卷健康问题进行程序化检测和解决的垫脚石。

如何在我的Kubernetes集群上使用卷健康功能？

要使用卷健康功能，首先请确保您使用的CSI驱动程序支持此功能。请参阅此CSI驱动程序文档以了解哪些CSI驱动程序支持此功能。

要从节点侧启用卷健康监控，需要启用alpha功能门`CSIVolumeHealth`。

如果CSI驱动程序支持控制器侧的卷健康监控功能，则有关异常卷状况的事件将记录在PVC上。

如果CSI驱动程序支持控制器侧的卷健康监控功能，则在部署外部健康监控控制器时，如果`enable-node-watcher`标志设置为true，用户还可以获取有关节点故障的事件。当检测到节点故障事件时，将在PVC上报告一个事件，以指示使用此PVC的Pod位于故障节点上。

如果CSI驱动程序支持节点侧的卷健康监控功能，则有关异常卷状况的事件将记录在使用PVC的Pod上。

作为存储供应商，我如何为我的CSI驱动程序添加卷健康支持？

卷健康监控包括两部分

• 一个外部卷健康监控控制器从控制器侧监控卷健康状况。
• Kubelet从节点侧监控卷健康状况。

有关详细信息，请参阅CSI规范和Kubernetes-CSI驱动程序开发人员指南。

CSI主机路径驱动程序中有一个卷健康状况的示例实现。

控制器侧卷健康监控

要了解如何部署外部卷健康监控控制器，请参阅CSI文档中的CSI外部健康监控控制器。

如果检测到异常卷状况，外部健康监控控制器会调用`ListVolumes`或`ControllerGetVolume` CSI RPC，并使用消息在PVC上报告VolumeConditionAbnormal事件。只有具有`LIST_VOLUMES`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能或`GET_VOLUME`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能的CSI驱动程序才支持外部控制器中的卷健康监控。

要从控制器侧实现卷健康功能，CSI驱动程序**必须**添加对新控制器功能的支持。

如果CSI驱动程序支持`LIST_VOLUMES`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能，则它**必须**实现控制器RPC `ListVolumes`并在响应中报告卷状况。

如果CSI驱动程序支持`GET_VOLUME`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能，则它**必须**实现控制器PRC `ControllerGetVolume`并在响应中报告卷状况。

如果CSI驱动程序支持`LIST_VOLUMES`、`GET_VOLUME`和`VOLUME_CONDITION`控制器功能，则外部健康监控控制器将仅调用`ListVolumes` CSI RPC。

节点侧卷健康监控

如果检测到异常卷状况，Kubelet会调用`NodeGetVolumeStats` CSI RPC，并使用消息在Pod上报告VolumeConditionAbnormal事件。只有具有`VOLUME_CONDITION`节点功能的CSI驱动程序才支持Kubelet中的卷健康监控。

要从节点侧实现卷健康功能，CSI驱动程序**必须**添加对新节点功能的支持。

如果CSI驱动程序支持`VOLUME_CONDITION`节点功能，它**必须**在节点RPC `NodeGetVoumeStats`中报告卷状况。

下一步是什么？

根据反馈和采用情况，Kubernetes团队计划在1.22或1.23中将CSI卷健康实现推向beta版。

我们还在探索如何利用卷健康信息在Kubernetes中进行程序化检测和自动协调。

我如何了解更多信息？

要了解卷健康监控的设计细节，请阅读卷健康监控增强提案。

卷健康监控器控制器源代码位于https://github.com/kubernetes-csi/external-health-monitor。

容器存储接口文档中还有更多关于卷健康检查的详细信息。

我如何参与？

Kubernetes Slack频道 #csi以及任何标准SIG Storage通信渠道都是联系SIG Storage和CSI团队的好途径。

我们非常感谢在1.21版本中帮助发布此功能的贡献者。我们要感谢Yuquan Ren（NickrenREN）在外部健康监控仓库中实现了最初的卷健康监控控制器和代理，感谢Ran Xu（fengzixu）在1.21中将卷健康监控逻辑从外部代理转移到Kubelet，我们特别感谢以下人员提供了富有洞察力的审查：David Ashpole（dashpole）、Michelle Au（msau42）、David Eads（deads2k）、Elana Hashman（ehashman）、Seth Jennings（sjenning）和Jiawei Wang（Jiawei0227）。

有兴趣参与CSI或Kubernetes存储系统任何部分的设计和开发的人员，请加入Kubernetes存储特别兴趣小组（SIG）。我们正在快速发展，并始终欢迎新的贡献者。

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