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拓扑感知配置

拓扑感知配置允许您控制 Kubernetes 在创建时写入 PersistentVolume (PV) 的 nodeAffinity 规则。当您希望将卷固定到特定可用区或区域时，这非常有用，以便 pod 及其数据始终位于同一故障域。

SUSE Storage 通过两个互补的功能支持这一点：

  • csi-allowed-topology-keys 设置：控制哪些拓扑键（例如，topology.kubernetes.io/zone）出现在 PV nodeAffinity 中。

  • strictTopology StorageClass 参数：启用时，将 PV 固定到调度程序选择的确切节点的拓扑，而不是所有匹配的拓扑。

先决条件

  1. 集群中的节点必须标记为您计划使用的拓扑键。Kubernetes 在大多数云环境中会自动应用知名标签 topology.kubernetes.io/zone。使用以下命令进行验证：

    kubectl get nodes --label-columns topology.kubernetes.io/zone

  2. 在 SUSE Storage 中配置 CSI 允许的拓扑键 设置。将值设置为 SUSE Storage 应该直通给 Kubernetes 的以逗号分隔的拓扑键列表。

    • SUSE Storage UI：转到 设置 > 常规 > CSI 允许的拓扑键，并输入，例如，topology.kubernetes.io/zone。

    • Longhorn API / kubectl：

      kubectl -n longhorn-system edit settings.longhorn.io csi-allowed-topology-keys

      将 value 字段设置为 topology.kubernetes.io/zone。

      更改此设置后，您必须手动重启 longhorn-csi-plugin DaemonSet 以使更改生效。只有在每个节点上的 CSI 插件 pod 重新启动后，拓扑才会正确应用。

工作原理

当 PVC 针对使用 Longhorn CSI 驱动程序的 StorageClass 创建时，多个字段相互作用以确定 nodeAffinity 结果 PV 接收的内容：

字段 角色

csi-allowed-topology-keys（Longhorn 设置）

告诉 CSI 驱动程序要宣传哪些拓扑键。如果为空（默认），则不会将拓扑信息传递给 Kubernetes，PV 不会接收基于拓扑的 nodeAffinity。

allowedTopologies（StorageClass字段）

限制哪些拓扑值是合格的。例如，您可以将配置限制在`a`、`b`和`c`中的`a`和`b`区域。

volumeBindingMode（StorageClass字段）

WaitForFirstConsumer（WFFC）在调度一个pod之前延迟配置，给调度器一个首选节点。`Immediate`立即进行配置。

strictTopology（StorageClass参数）

当`"true"`与`WaitForFirstConsumer`一起使用时，PV仅固定在调度pod的节点所在的区域，而不是所有允许的区域。此设置仅在`csi-allowed-topology-keys`包含相关拓扑键时有效。

示例

以下示例假设一个包含六个节点的集群，分布在三个区域：

节点 区域

node2

a

node3

b

node4

c

node5

a

node6

b

node7

c

基本区域级亲和性

将`WaitForFirstConsumer`与`allowedTopologies`和`csi-allowed-topology-keys`一起使用，以限制卷到特定区域。

Longhorn设置：

csi-allowed-topology-keys = topology.kubernetes.io/zone

StorageClass：

kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
  name: longhorn-zone-ab
provisioner: driver.longhorn.io
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
parameters:
  numberOfReplicas: "3"
allowedTopologies:
  - matchLabelExpressions:
      - key: topology.kubernetes.io/zone
        values:
          - a
          - b

结果：PV nodeAffinity 设置为 zone in [a, b]。PV只能附加到`a`或`b`区域中的节点。

严格的拓扑固定

添加 strictTopology: "true" 以将 PV 固定到调度出的节点所在的确切区域。

Longhorn 设置：

csi-allowed-topology-keys = topology.kubernetes.io/zone

StorageClass：

kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
  name: longhorn-strict-zone
provisioner: driver.longhorn.io
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
parameters:
  numberOfReplicas: "3"
  strictTopology: "true"
allowedTopologies:
  - matchLabelExpressions:
      - key: topology.kubernetes.io/zone
        values:
          - a
          - b
          - c

结果：尽管 allowedTopologies 中列出了所有三个区域，但 PV nodeAffinity 仅被固定到被调度的 Pod 所在节点的区域（例如，如果 Pod 落在 node2 或 node5，则为 zone in [a]）。

行为参考

在下表中，区域 [a, b, c] 代表上述示例集群中存在的所有区域。

# volumeBindingMode allowedTopologies csi-allowed-topology-keys strictTopology PV nodeAffinity

1

立即

无

""（空）

false

无

2

立即

无

zone

false

区域 [a, b, c] 中

3

立即

区域: [a, b]

zone

false

区域 [a, b] 中

4

WFFC

无

""（空）

false

无

5

WFFC

无

zone

false

区域 [a, b, c] 中

6

WFFC

无

zone

true

区域 [selected] 中

7

WFFC

区域: [a]

zone

false

区域 [a] 中

8

WFFC

区域: [a, b, c]

zone

true

区域 [selected] 中

在此表中，zone 是 topology.kubernetes.io/zone 的简写，[selected] 表示由 Kubernetes 调度器选择的节点区域。

关键要点：

  • 没有 csi-allowed-topology-keys，不会传递拓扑信息，PVs 不会接收基于拓扑的 nodeAffinity（场景 1，4）。

  • strictTopology 仅在与 WaitForFirstConsumer 一起使用时将 PV 固定到调度 Pod 的拓扑。使用 Immediate 时，PV 在 Pod 被调度之前创建，因此其拓扑是随机选择的。

  • allowedTopologies 缩小了合格区域的集合；strictTopology 进一步缩小到单个选定区域。

说明和警告

  • 请 不要 将 allowedTopologies 与 dataLocality: strict-local 一起使用。PV nodeAffinity 一旦设置后是不可变的，并且会与 SUSE Storage 的严格本地卷固定发生冲突。有关详细信息，请参见 数据本地性。

  • 对于那些 *不*需要拓扑感知配置的用户，最常见的配置是将 csi-allowed-topology-keys 留空（场景 1 和 4）。此为默认设置。

  • 对于希望进行拓扑感知配置的用户，推荐的配置是场景 7 和 8 — 将 WaitForFirstConsumer 与 allowedTopologies 和 csi-allowed-topology-keys 一起使用。

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