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卷快照 concept 20

{{< feature-state for_k8s_version="1.17" state="beta" >}}

在 Kubernetes 中，卷快照是一个存储系统上卷的快照，本文假设你已经熟悉了 Kubernetes 的 持久卷。

介绍

与 PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim 两个 API 资源用于给用户和管理员提供卷类似，VolumeSnapshotContent 和 VolumeSnapshot 两个 API 资源用于给用户和管理员创建卷快照。

VolumeSnapshotContent 是一种快照，从管理员已提供的集群中的卷获取。就像持久卷是集群的资源一样，它也是集群中的资源。

VolumeSnapshot 是用户对于卷的快照的请求。它类似于持久卷声明。

VolumeSnapshotClass 允许指定属于 VolumeSnapshot 的不同属性。在从存储系统的相同卷上获取的快照之间，这些属性可能有所不同，因此不能通过使用与 PersistentVolumeClaim 相同的 StorageClass 来表示。

卷快照能力为 Kubernetes 用户提供了一种标准的方式来在指定时间点 复制卷的内容，并且不需要创建全新的卷。例如，这一功能使得数据库管理员 能够在执行编辑或删除之类的修改之前对数据库执行备份。

当使用该功能时，用户需要注意以下几点：

  • API 对象 VolumeSnapshot，VolumeSnapshotContent 和 VolumeSnapshotClass 是 {{< glossary_tooltip term_id="CustomResourceDefinition" text="CRDs" >}}， 不属于核心 API。
  • VolumeSnapshot 支持仅可用于 CSI 驱动。
  • 作为 VolumeSnapshot 部署过程的一部分，Kubernetes 团队提供了一个部署于控制平面的快照控制器， 并且提供了一个叫做 csi-snapshotter 的边车（Sidecar）辅助容器，和 CSI 驱动程序一起部署。 快照控制器监视 VolumeSnapshot 和 VolumeSnapshotContent 对象， 并且负责创建和删除 VolumeSnapshotContent 对象。 边车 csi-snapshotter 监视 VolumeSnapshotContent 对象， 并且触发针对 CSI 端点的 CreateSnapshot 和 DeleteSnapshot 的操作。
  • 还有一个验证性质的 Webhook 服务器，可以对快照对象进行更严格的验证。 Kubernetes 发行版应将其与快照控制器和 CRD（而非 CSI 驱动程序）一起安装。 此服务器应该安装在所有启用了快照功能的 Kubernetes 集群中。
  • CSI 驱动可能实现，也可能没有实现卷快照功能。CSI 驱动可能会使用 csi-snapshotter 来提供对卷快照的支持。详见 CSI 驱动程序文档
  • Kubernetes 负责 CRDs 和快照控制器的安装。

卷快照和卷快照内容的生命周期

VolumeSnapshotContents 是集群中的资源。VolumeSnapshots 是对于这些资源的请求。VolumeSnapshotContents 和 VolumeSnapshots 之间的交互遵循以下生命周期：

供应卷快照

快照可以通过两种方式进行配置：预配置或动态配置。

预配置

集群管理员创建多个 VolumeSnapshotContents。它们带有存储系统上实际卷快照的详细信息，可以供集群用户使用。它们存在于 Kubernetes API 中，并且能够被使用。

动态的

可以从 PersistentVolumeClaim 中动态获取快照，而不用使用已经存在的快照。 在获取快照时，卷快照类 指定要用的特定于存储提供程序的参数。

绑定

在预配置和动态配置场景下，快照控制器处理绑定 VolumeSnapshot 对象和其合适的 VolumeSnapshotContent 对象。绑定关系是一对一的。

在预配置快照绑定场景下，VolumeSnapshotContent 对象创建之后，才会和 VolumeSnapshot 进行绑定。

快照源的持久性卷声明保护

这种保护的目的是确保在从系统中获取快照时，不会将正在使用的 {{< glossary_tooltip text="PersistentVolumeClaim" term_id="persistent-volume-claim" >}} API 对象从系统中删除（因为这可能会导致数据丢失）。

如果一个 PVC 正在被快照用来作为源进行快照创建，则该 PVC 是使用中的。如果用户删除正作为快照源的 PVC API 对象，则 PVC 对象不会立即被删除掉。相反，PVC 对象的删除将推迟到任何快照不在主动使用它为止。当快照的 Status 中的 ReadyToUse值为 true 时，PVC 将不再用作快照源。

当从 PersistentVolumeClaim 中生成快照时，PersistentVolumeClaim 就在被使用了。如果删除一个作为快照源的 PersistentVolumeClaim 对象，这个 PersistentVolumeClaim 对象不会立即被删除的。相反，删除 PersistentVolumeClaim 对象的动作会被放弃，或者推迟到快照的 Status 为 ReadyToUse时再执行。

删除

删除 VolumeSnapshot 对象触发删除 VolumeSnapshotContent 操作，并且 DeletionPolicy 会紧跟着执行。如果 DeletionPolicy 是 Delete，那么底层存储快照会和 VolumeSnapshotContent 一起被删除。如果 DeletionPolicy 是 Retain，那么底层快照和 VolumeSnapshotContent 都会被保留。

卷快照

每个 VolumeSnapshot 包含一个 spec 和一个状态。

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshot
metadata:
  name: new-snapshot-test
spec:
  volumeSnapshotClassName: csi-hostpath-snapclass
  source:
    persistentVolumeClaimName: pvc-test

persistentVolumeClaimName 是 PersistentVolumeClaim 数据源对快照的名称。 这个字段是动态配置快照中的必填字段。

卷快照可以通过指定 VolumeSnapshotClass 使用 volumeSnapshotClassName 属性来请求特定类。如果没有设置，那么使用默认类（如果有）。

如下面例子所示，对于预配置的快照，需要给快照指定 volumeSnapshotContentName 来作为源。 对于预配置的快照 source 中的volumeSnapshotContentName 字段是必填的。

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshot
metadata:
  name: test-snapshot
spec:
  source:
    volumeSnapshotContentName: test-content

每个 VolumeSnapshotContent 对象包含 spec 和 status。在动态配置时，快照通用控制器创建 VolumeSnapshotContent 对象。下面是例子：

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshotContent
metadata:
  name: snapcontent-72d9a349-aacd-42d2-a240-d775650d2455
spec:
  deletionPolicy: Delete
  driver: hostpath.csi.k8s.io
  source:
    volumeHandle: ee0cfb94-f8d4-11e9-b2d8-0242ac110002
  volumeSnapshotClassName: csi-hostpath-snapclass
  volumeSnapshotRef:
    name: new-snapshot-test
    namespace: default
    uid: 72d9a349-aacd-42d2-a240-d775650d2455

volumeHandle 是存储后端创建卷的唯一标识符，在卷创建期间由 CSI 驱动程序返回。动态设置快照需要此字段。它指出了快照的卷源。

对于预配置快照，你（作为集群管理员）要按如下命令来创建 VolumeSnapshotContent 对象。

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshotContent
metadata:
  name: new-snapshot-content-test
spec:
  deletionPolicy: Delete
  driver: hostpath.csi.k8s.io
  source:
    snapshotHandle: 7bdd0de3-aaeb-11e8-9aae-0242ac110002
  volumeSnapshotRef:
    name: new-snapshot-test
    namespace: default

snapshotHandle 是存储后端创建卷的唯一标识符。对于预设置快照，这个字段是必须的。它指定此 VolumeSnapshotContent 表示的存储系统上的 CSI 快照 id。

从快照供应卷

你可以配置一个新卷，该卷预填充了快照中的数据，在 持久卷声明 对象中使用 dataSource 字段。

更多详细信息，请参阅 卷快照和从快照还原卷。