انتقل إلى المحتوى الرئيسي

الفصل 6.3 - فئات التخزين والتوفير الديناميكي

الأهداف التعليمية​

في نهاية هذا الفصل، ستكون قادرًا على:

  • فهم ما هي فئة التخزين
  • تكوين التوفير الديناميكي
  • إنشاء واستخدام فئات التخزين
  • فهم المزودين المختلفين
  • اختيار فئة التخزين المناسبة حسب حالة الاستخدام
  • تكوين توسيع الأحجام

المقدمة​

إن إنشاء PersistentVolumes يدويًا لكل طلب تخزين أمر مرهق. تتيح فئات التخزين التوفير الديناميكي: يقوم Kubernetes بإنشاء PV تلقائيًا عند إنشاء PVC.

ما هي فئة التخزين؟​

تصف فئة التخزين فئات التخزين المتاحة وتتيح التوفير الديناميكي لـ PersistentVolumes. تحدد:

  • المزود (كيفية إنشاء الحجم)
  • المعلمات (نوع التخزين، IOPS، إلخ.)
  • سياسة الاسترداد الافتراضية
  • إذا كان توسيع الحجم مسموحًا به

إنشاء فئة التخزين​

مثال: فئة التخزين AWS EBS​

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: fast-ssd
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
parameters:
  type: gp3
  iops: "3000"
  throughput: "125"
reclaimPolicy: Delete
allowVolumeExpansion: true
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

المكونات:

  • name: اسم فئة التخزين
  • provisioner: المكون الإضافي الذي ينشئ الحجم
  • parameters: معلمات خاصة بالمزود
  • reclaimPolicy: Retain أو Delete (افتراضي)
  • allowVolumeExpansion: يسمح بتوسيع الحجم
  • volumeBindingMode: Immediate أو WaitForFirstConsumer

المزودون​

مزودون السحابة​

AWS EBS​

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: aws-ebs-gp3
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
parameters:
  type: gp3
  iops: "3000"
  throughput: "125"
  encrypted: "true"
  kmsKeyId: "arn:aws:kms:..."

Azure Disk​

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: azure-disk-ssd
provisioner: kubernetes.io/azure-disk
parameters:
  storageaccounttype: Premium_LRS
  kind: managed

GCE Persistent Disk​

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: gce-pd-ssd
provisioner: kubernetes.io/gce-pd
parameters:
  type: pd-ssd
  replication-type: regional-pd

المزودون المحليون​

التخزين المحلي​

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: local-storage
provisioner: kubernetes.io/no-provisioner
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

NFS​

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: nfs-storage
provisioner: example.com/nfs
parameters:
  server: nfs-server.example.com
  path: /exports

التوفير الديناميكي​

إنشاء PVC مع فئة التخزين​

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-dynamic
spec:
  storageClassName: fast-ssd
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi

العملية:

النتيجة: يقوم Kubernetes بإنشاء PV تلقائيًا مطابق لـ PVC.

أوضاع ربط الحجم​

Immediate​

يتم إنشاء PV وربطه فورًا عند إنشاء PVC.

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: immediate-sc
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
volumeBindingMode: Immediate

المزايا:

  • PVC متاح فورًا
  • لا يوجد انتظار

العيوب:

  • يتم إنشاء الحجم حتى لو لم يُستخدم
  • قد يتم إنشاء الأحجام على العقدة الخاطئة

WaitForFirstConsumer​

يتم إنشاء PV فقط عندما يستخدم Pod الـ PVC.

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: wait-sc
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

المزايا:

  • يتم إنشاء الحجم على العقدة الصحيحة
  • تجنب الأحجام غير المستخدمة

العيوب:

  • تأخير في التركيب الأول

توسيع الأحجام​

تفعيل التوسيع​

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: expandable-sc
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
allowVolumeExpansion: true

توسيع حجم​

  1. تعديل PVC لطلب المزيد من التخزين:
kubectl patch pvc pvc-dynamic -p '{"spec":{"resources":{"requests":{"storage":"20Gi"}}}}'
  1. التحقق من التوسيع:
kubectl get pvc pvc-dynamic

ملاحظة: التوسيع مدعوم فقط إذا:

  • allowVolumeExpansion: true في فئة التخزين
  • يدعم المزود التوسيع
  • يدعم نظام الملفات التوسيع (ext4، xfs)

مثال كامل​

الخطوة 1: إنشاء فئة التخزين​

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: production-ssd
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
parameters:
  type: gp3
  iops: "3000"
  throughput: "125"
  encrypted: "true"
reclaimPolicy: Retain
allowVolumeExpansion: true
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer

الخطوة 2: إنشاء PVC​

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: app-data-pvc
spec:
  storageClassName: production-ssd
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 50Gi

الخطوة 3: الاستخدام في نشر​

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: my-app:1.0
        volumeMounts:
        - name: data
          mountPath: /data
      volumes:
      - name: data
        persistentVolumeClaim:
          claimName: app-data-pvc

فئة التخزين الافتراضية​

تعيين فئة تخزين افتراضية​

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: default-storage
  annotations:
    storageclass.kubernetes.io/is-default-class: "true"
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
parameters:
  type: gp3

النتيجة: تستخدم PVCs بدون storageClassName هذه فئة التخزين.

PVC بدون فئة تخزين​

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: pvc-default
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  resources:
    requests:
      storage: 10Gi
  # لا يوجد storageClassName = يستخدم فئة التخزين الافتراضية

الأوامر المفيدة​

عرض فئات التخزين​

# قائمة فئات التخزين
kubectl get storageclass
kubectl get sc

# تفاصيل فئة التخزين
kubectl describe storageclass fast-ssd

عرض PVCs و PVs​

# قائمة PVCs
kubectl get pvc

# عرض PVs التي تم إنشاؤها ديناميكيًا
kubectl get pv

# تفاصيل PVC
kubectl describe pvc pvc-dynamic

توسيع الحجم​

# توسيع PVC
kubectl patch pvc pvc-dynamic -p '{"spec":{"resources":{"requests":{"storage":"20Gi"}}}}'

# التحقق من الحالة
kubectl get pvc pvc-dynamic

أفضل الممارسات​

1. استخدام التوفير الديناميكي​

تفضيل فئات التخزين على التوفير اليدوي للمرونة.

2. اختيار وضع ربط الحجم المناسب​

  • Immediate: للأحجام المشتركة (NFS)
  • WaitForFirstConsumer: للأحجام المحلية (EBS، Azure Disk)

3. تفعيل التوسيع​

تفعيل allowVolumeExpansion: true للسماح بالتوسيع دون إعادة الإنشاء.

4. سياسة الاسترداد المناسبة​

  • Retain: للبيانات الهامة
  • Delete: للبيانات المؤقتة

5. المراقبة​

مراقبة استخدام التخزين والتكاليف.

الملخص​

في هذا الفصل، تعلمت:

فئة التخزين: تصف فئات التخزين وتتيح التوفير الديناميكي
التوفير الديناميكي: إنشاء تلقائي لـ PVs عند إنشاء PVC
المزودون: مكونات إضافية تنشئ الأحجام (EBS، Azure Disk، GCE PD، NFS، إلخ.)
أوضاع ربط الحجم: Immediate (فوري) أو WaitForFirstConsumer (انتظار الـ Pod)
التوسيع: يسمح بتوسيع حجم موجود
فئة التخزين الافتراضية: تستخدم عندما لا يتم تحديد storageClassName
المزايا: المرونة، الأتمتة، تقليل الإدارة اليدوية

الخطوات التالية​

الفصل 6.4: StatefulSets مع التخزين المستمر
المختبر 6.3: فئات التخزين والتوفير الديناميكي

تم إنشاء الفصل في: ديسمبر 2024