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storage-operator組件提供了云盤類型有狀態(tài)應(yīng)用跨可用區(qū)遷移和多地域打散的功能，實(shí)現(xiàn)了跨可用區(qū)遷移的自動(dòng)化。遷移過程出現(xiàn)異常時(shí)，storage-operator組件可以通過預(yù)檢查和回滾機(jī)制在原可用區(qū)恢復(fù)應(yīng)用，保證業(yè)務(wù)的可用性。本文介紹如何實(shí)現(xiàn)云盤類型的有狀態(tài)應(yīng)用跨可用區(qū)遷移。

適用場(chǎng)景

當(dāng)遇到規(guī)劃變更、應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)大從而需要在多可用區(qū)部署，或當(dāng)前可用區(qū)資源不足時(shí)，您都需要將已部署的有狀態(tài)應(yīng)用遷移至其他的可用區(qū)。
NAS、OSS存儲(chǔ)底層支持跨可用區(qū)、多掛載使用。但云盤本身無多可用區(qū)漂移的能力，無法復(fù)用存儲(chǔ)聲明和存儲(chǔ)卷，此時(shí)，需要將云盤的有狀態(tài)應(yīng)用遷移至新的可用區(qū)。

實(shí)現(xiàn)原理及遷移流程

云盤實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的跨可用區(qū)遷移，依賴云盤快照功能，并且支持設(shè)定新建的快照保留時(shí)間。關(guān)于云盤快照的更多信息，請(qǐng)參見快照介紹。關(guān)于快照計(jì)費(fèi)請(qǐng)參見快照計(jì)費(fèi)。

storage-operator組件提供的云盤類型有狀態(tài)應(yīng)用遷移流程如下。

相關(guān)預(yù)檢查，例如，待遷移應(yīng)用運(yùn)行是否正常、是否有需要遷移的云盤等。若檢查失敗，則不會(huì)進(jìn)行遷移。
將云盤類型有狀態(tài)應(yīng)用縮容至0副本，此時(shí)應(yīng)用處于暫停狀態(tài)。
為待遷移的有狀態(tài)應(yīng)用掛載的云盤制作快照，快照支持跨可用區(qū)。
確認(rèn)快照可用后，使用快照在目標(biāo)可用區(qū)制作新云盤，新云盤與原云盤的數(shù)據(jù)一致。
重建同名的存儲(chǔ)聲明及其對(duì)應(yīng)的新存儲(chǔ)卷，綁定新云盤。
云盤類型有狀態(tài)應(yīng)用副本恢復(fù)至原副本數(shù)量，并自動(dòng)關(guān)聯(lián)重建的存儲(chǔ)聲明，實(shí)際掛載新云盤。
重要
預(yù)檢查完成并開始遷移后，每個(gè)步驟均對(duì)應(yīng)了不同的失敗回滾策略。為確保回滾后的應(yīng)用能掛載原云盤，避免數(shù)據(jù)丟失，請(qǐng)確認(rèn)遷移后的有狀態(tài)應(yīng)用運(yùn)行正常后，再刪除云盤。
（可選）確認(rèn)有狀態(tài)應(yīng)用運(yùn)行正常后，刪除原存儲(chǔ)卷和相應(yīng)的云盤。關(guān)于云盤計(jì)費(fèi)，請(qǐng)參見塊存儲(chǔ)計(jì)費(fèi)。

注意事項(xiàng)

待遷移的有狀態(tài)應(yīng)用使用的所有存儲(chǔ)均為ESSD云盤。
為了提升快照制作時(shí)間，本功能在遷移時(shí)選用極速快照，具體操作請(qǐng)參見快照極速可用能力。目前極速快照僅支持ESSD云盤，若您的應(yīng)用使用非ESSD類型云盤，可通過以下方式處理。
- 將云盤類型變更為ESSD類型后再進(jìn)行遷移，具體請(qǐng)參見變更云盤類型。
- 手動(dòng)使用云盤存儲(chǔ)快照進(jìn)行云盤的跨可用區(qū)重建。
目標(biāo)可用區(qū)支持ESSD云盤，且集群中已有在目標(biāo)可用區(qū)支持ESSD云盤的節(jié)點(diǎn)可供調(diào)度。
能業(yè)務(wù)接受中斷。對(duì)于多副本的有狀態(tài)應(yīng)用，為保證數(shù)據(jù)的一致性，在遷移前會(huì)縮容至0副本，云盤遷移完成后再一次性恢復(fù)至原副本數(shù)，而非滾動(dòng)遷移。

重要

有狀態(tài)應(yīng)用的跨可用區(qū)遷移過程中會(huì)產(chǎn)生業(yè)務(wù)的中斷，中斷時(shí)長(zhǎng)與副本數(shù)量、容器啟動(dòng)速度、所使用云盤容量等因素相關(guān)。

前提條件

已創(chuàng)建Kubernetes集群，Kubernetes版本為v1.20及以上，且存儲(chǔ)插件選擇為CSI。具體操作，請(qǐng)參見已創(chuàng)建Kubernetes托管版集群。

若您的集群為ACK專有版集群，則需要為集群WorkerRole配置如下權(quán)限。具體操作，請(qǐng)參見創(chuàng)建自定義權(quán)限策略。

展開查看ACK專有版集群WorkerRole權(quán)限策略內(nèi)容

{
    "Version": "1",
    "Statement": [
        {
            "Effect": "Allow",
            "Action": [
                "ecs:CreateSnapshot",
                "ecs:DescribeSnapshot",
                "ecs:DeleteSnapshot",
                "ecs:ModifyDiskSpec",
                "ecs:DescribeTaskAttribute"
            ],
            "Resource": "*"
        }
    ]
}

說明

ACK Pro版集群無需配置權(quán)限。

storage-operator組件版本不低于v1.26.2-1de13b6-aliyun。關(guān)于升級(jí)storage-operator組件的操作，請(qǐng)參見管理組件。

使用方式

執(zhí)行以下命令，修改集群中ConfigMap的配置。

kubectl patch configmap/storage-operator \
  -n kube-system \
  --type merge \
  -p '{"data":{"storage-controller":"{\"imageRep\":\"acs/storage-controller\",\"imageTag\":\"\",\"install\":\"true\",\"template\":\"/acs/templates/storage-controller/install.yaml\",\"type\":\"deployment\"}"}}'

執(zhí)行以下命令，在集群中創(chuàng)建有狀態(tài)應(yīng)用遷移任務(wù)。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: storage.alibabacloud.com/v1beta1
kind: ContainerStorageOperator
metadata:
  name: default
spec:
  operationType: APPMIGRATE
  operationParams:
    stsName: web
    stsNamespace: default
    stsType: kube
    targetZone: cn-beijing-h,cn-beijing-j
    checkWaitingMinutes: "1"
    healthDurationMinutes: "1"
    snapshotRetentionDays: "2"
    retainSourcePV: "true"
EOF

參數(shù)	是否必選	說明
operationType	必選	取值為APPMIGRATE，表明當(dāng)前的操作是有狀態(tài)應(yīng)用遷移。
stsName	必選	有狀態(tài)應(yīng)用名稱，當(dāng)前僅支持填寫單個(gè)有狀態(tài)應(yīng)用。說明部署多個(gè)有狀態(tài)應(yīng)用的遷移任務(wù)時(shí)，組件將以部署時(shí)間順序依次遷移。
stsNamespace	必選	有狀態(tài)應(yīng)用所在命名空間。
targetZone	必選	遷移的目標(biāo)可用區(qū)列表。當(dāng)存在多個(gè)目標(biāo)可用區(qū)時(shí)，可用區(qū)之間用英文半角逗號(hào)（,）隔開。例如`cn-beijing-h,cn-beijing-j`。當(dāng)應(yīng)用掛載的某個(gè)云盤已在列表中時(shí)，應(yīng)用將不進(jìn)行遷移。當(dāng)目標(biāo)可用區(qū)大于1時(shí)，剩余云盤將按列表中可用區(qū)的排列順序依次遷移至各個(gè)目標(biāo)可用區(qū)。
stsType	可選	指定的有狀態(tài)應(yīng)用的類型，默認(rèn)為kube。取值： kube：原生StatefulSet。 kruise：OpenKruise組件提供的Advanced StatefulSet。
checkWaitingMinutes	可選	有狀態(tài)應(yīng)用在遷移后的可用區(qū)啟動(dòng)時(shí)，其狀態(tài)檢查的輪詢間隔時(shí)間，單位為分鐘。默認(rèn)為`"1"`，即每分鐘檢查一次，直至可用副本數(shù)與預(yù)期一致，或多次檢查失敗重試后回滾，回遷至原可用區(qū)。重要對(duì)于副本數(shù)較多、鏡像拉取時(shí)間長(zhǎng)、業(yè)務(wù)本身啟動(dòng)耗時(shí)較長(zhǎng)的應(yīng)用，需要適當(dāng)增加輪詢間隔時(shí)間，避免重試次數(shù)過多后應(yīng)用回滾。
healthDurationMinutes	可選	二次檢查的間隔時(shí)間，單位為分鐘。二次檢查即當(dāng)有狀態(tài)應(yīng)用遷移完成，可用副本數(shù)與預(yù)期一致后，等待指定時(shí)間進(jìn)行二次檢查，以增強(qiáng)數(shù)據(jù)敏感業(yè)務(wù)的遷移可靠性。默認(rèn)為`"0"`，即不進(jìn)行二次檢查。
snapshotRetentionDays	可選	遷移過程中，新建極速快照的保留時(shí)間，單位為天。取值： `"1"`：默認(rèn)值，保留一天。 `"-1"`：將永久保留極速快照。
retainSourcePV	可選	是否保留原云盤及其在集群中對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)卷資源。取值： `"false"`：默認(rèn)值，不保留。 `"true"`：保留，您可以登錄ECS管理控制臺(tái)找到原云盤實(shí)例，且集群內(nèi)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)卷資源也不會(huì)被刪除，存儲(chǔ)卷處于Released狀態(tài)。

使用示例

測(cè)試集群為cn-beijing的ACK集群Pro版，包含可用區(qū)來自cn-beijing-i, cn-beijing-j, cn-beijing-k的節(jié)點(diǎn)node-zone-i, node-zone-j, node-zone-k。

示例1：云盤跨可用區(qū)遷移

步驟一：創(chuàng)建使用ESSD云盤的有狀態(tài)應(yīng)用

執(zhí)行以下命令，在集群中部署有狀態(tài)應(yīng)用Nginx。

展開查看部署有狀態(tài)應(yīng)用Nginx的文件

cat << EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: web
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  serviceName: "nginx"
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.14.2
          ports:
            - containerPort: 80
              name: web
          volumeMounts:
            - name: www
              mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumeClaimTemplates:
    - metadata:
        name: www
        labels:
          app: nginx
      spec:
        accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
        storageClassName: "alicloud-disk-essd"
        resources:
          requests:
            storage: 20Gi
EOF

執(zhí)行以下命令，確認(rèn)應(yīng)用的兩個(gè)副本的部署情況。

kubectl get pod -owide | grep web-

預(yù)期輸出：

NAME                        READY    STATUS   RESTARTS    AGE     IP                ZONE                  NOMINATED NODE   READINESS GATES
web-0                        1/1     Running   0          44s     172.29.XX.XX    node-zone-i           <none>           <none>
web-1                        1/1     Running   0          3s      172.29.XX.XX    node-zone-j           <none>           <none>

預(yù)期輸出表明，應(yīng)用的兩個(gè)副本分別部署在cn-beijing-i, cn-beijing-j兩個(gè)可用區(qū)的節(jié)點(diǎn)上。實(shí)際部署的結(jié)果由調(diào)度器決定。

步驟二：創(chuàng)建有狀態(tài)應(yīng)用遷移任務(wù)

執(zhí)行以下命令，在集群中創(chuàng)建有狀態(tài)應(yīng)用遷移任務(wù)。

以下遷移任務(wù)中，將有狀態(tài)應(yīng)用的兩個(gè)副本全部遷移至cn-beijing-k可用區(qū)。遷移前，已確認(rèn)該節(jié)點(diǎn)有足夠的資源，且可用區(qū)和機(jī)型均支持ESSD云盤。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: storage.alibabacloud.com/v1beta1
kind: ContainerStorageOperator
metadata:
  name: migrate-to-k
spec:
  operationType: APPMIGRATE
  operationParams:
    stsName: web
    stsNamespace: default
    stsType: kube
    targetZone: cn-beijing-k      # 遷移至cn-beijing-k可用區(qū)。
    healthDurationMinutes: "1"    # 遷移完成后隔1分鐘確認(rèn)應(yīng)用運(yùn)行正常。
    snapshotRetentionDays: "-1"   # 新建的快照長(zhǎng)期保留，直至在控制臺(tái)刪除。
    retainSourcePV: "true"        # 保留原可用區(qū)的云盤和對(duì)應(yīng)PV。
EOF

執(zhí)行以下命令，查詢遷移任務(wù)的狀態(tài)。
```
kubectl describe cso migrate-to-k | grep Status
```
預(yù)期輸出：
```
  Status:  SUCCESS
```
預(yù)期輸出為SUCCESS，表明遷移任務(wù)狀態(tài)正常。如果預(yù)期輸出為FAILED，表明遷移任務(wù)創(chuàng)建失敗，關(guān)于失敗問題排查，請(qǐng)參見（可選）任務(wù)失敗時(shí)原因排查。

執(zhí)行以下命令，查詢遷移后應(yīng)用的兩個(gè)副本的部署情況。

kubectl get pod -owide | grep web-

預(yù)期輸出：

NAME                        READY    STATUS    RESTARTS   AGE     IP                  ZONE                 NOMINATED NODE    READINESS GATES
web-0                        1/1     Running   0          25m     172.29.XX.XX     node-zone-k           <none>           <none>
web-1                        1/1     Running   0          25m     172.29.XX.XX     node-zone-k           <none>           <none>

預(yù)期輸出表明，應(yīng)用的副本均已遷移至可用區(qū)cn-beijing-k的節(jié)點(diǎn)上。

登錄ECS管理控制臺(tái)。
確認(rèn)如下信息：
- 新建的極速快照為長(zhǎng)期保留。
- 新建的云盤在cn-beijing-k可用區(qū)。
- 原cn-beijing-i和cn-beijing-j的云盤配置未被刪除，因?yàn)檫w移任務(wù)中retainSourcePV的配置為true。

（可選）任務(wù)失敗時(shí)原因排查

若在步驟二中查詢到的遷移任務(wù)狀態(tài)為FAILED，可通過以下步驟查詢失敗原因，根據(jù)原因調(diào)整后重試。

執(zhí)行以下命令，確認(rèn)應(yīng)用已經(jīng)成功回滾。

kubectl get pod -owide | grep web-

預(yù)期輸出：

NAME                        READY    STATUS    RESTARTS   AGE     IP                  ZONE                 NOMINATED NODE    READINESS GATES
web-0                        1/1     Running   0          12m     172.29.XX.XX   node-zone-i           <none>           <none>
web-1                        1/1     Running   0          12m     172.29.XX.XX    node-zone-j           <none>           <none>

執(zhí)行以下指令，查詢遷移任務(wù)失敗的原因。
```
kubectl describe cso migrate-to-k | grep Message -A 1
```
預(yù)期輸出：
```
  Message:
    Consume: no pvc mounted in statefulset or no pvc need to migrated web
```
預(yù)期輸出表明，失敗的原因是由于找不到待遷移的存儲(chǔ)聲明，可能為應(yīng)用并未掛載存儲(chǔ)、應(yīng)用已掛載在目標(biāo)可用區(qū)，無法獲取存儲(chǔ)聲明信息等，請(qǐng)根據(jù)實(shí)際情況修改后重試。

示例2：云盤多可用區(qū)打散

例如，示例一中的有狀態(tài)應(yīng)用的兩個(gè)副本當(dāng)前都部署在cn-beijing-k可用區(qū)中，即運(yùn)行在節(jié)點(diǎn)node-beijing-k上。為提高應(yīng)用的可用性，現(xiàn)需要將副本打散到cn-beijing-i及cn-beijing-j雙可用區(qū)中。您可以通過以下操作實(shí)現(xiàn)云盤的多可用區(qū)打散。

執(zhí)行以下命令，在集群中創(chuàng)建有狀態(tài)應(yīng)用遷移任務(wù)。

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: storage.alibabacloud.com/v1beta1
kind: ContainerStorageOperator
metadata:
  name: migrate-to-i-and-j
spec:
  operationType: APPMIGRATE
  operationParams:
    stsName: web
    stsNamespace: default
    stsType: kube
    targetZone: cn-beijing-i,cn-beijing-j   # 遷移至cn-beijing-i和cn-beijing-j可用區(qū)。
    healthDurationMinutes: "1"              # 遷移完成后隔1分鐘確認(rèn)應(yīng)用運(yùn)行正常。
    snapshotRetentionDays: "-1"             # 新建的快照長(zhǎng)期保留，直至在控制臺(tái)刪除。
    retainSourcePV: "true"                  # 保留原可用區(qū)的云盤和對(duì)應(yīng)PV。
EOF

執(zhí)行以下命令，查詢遷移任務(wù)的狀態(tài)。
```
kubectl describe cso migrate-to-i-and-j | grep Status
```
預(yù)期輸出：
```
  Status:  SUCCESS
```

執(zhí)行以下命令，查詢遷移后應(yīng)用兩個(gè)副本的部署情況。

kubectl get pod -owide | grep web-

預(yù)期輸出：

NAME                        READY    STATUS    RESTARTS   AGE     IP                  ZONE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
web-0                        1/1     Running   0          12m     172.29.XX.XX    node-zone-i           <none>           <none>
web-1                        1/1     Running   0          12m     172.29.XX.XX    node-zone-j           <none>           <none>

預(yù)期輸出表明，應(yīng)用的兩個(gè)副本已被打散至可用區(qū)cn-beijing-i和cn-beijing-j的節(jié)點(diǎn)上。

登錄ECS管理控制臺(tái)。
確認(rèn)如下信息：
- 新建的極速快照為長(zhǎng)期保留。
- 新建的云盤在cn-beijing-i、cn-beijing-j可用區(qū)。
- 原cn-beijing-k的云盤配置未被刪除，因?yàn)檫w移任務(wù)中retainSourcePV的配置為true。

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云盤類型有狀態(tài)應(yīng)用的跨可用區(qū)遷移

適用場(chǎng)景

實(shí)現(xiàn)原理及遷移流程

注意事項(xiàng)

前提條件

使用方式

使用示例

示例1：云盤跨可用區(qū)遷移

步驟一：創(chuàng)建使用ESSD云盤的有狀態(tài)應(yīng)用

步驟二：創(chuàng)建有狀態(tài)應(yīng)用遷移任務(wù)

（可選）任務(wù)失敗時(shí)原因排查

示例2：云盤多可用區(qū)打散