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トポロジー対応プロビジョニング

トポロジー対応プロビジョニングにより、KubernetesがPersistentVolume（PV）を作成する際に書き込む`nodeAffinity`ルールを制御できます。これは、ボリュームを特定のゾーンやリージョンに固定したい場合に便利で、ポッドとそのデータが常に同じ障害ドメインに配置されるようにします。

SUSE Storageは、次の2つの補完的な機能を通じてこれをサポートします：

  • csi-allowed-topology-keys`設定：PV `nodeAffinity`に表示されるトポロジーキー（例えば、`topology.kubernetes.io/zone）を制御します。

  • strictTopology StorageClassパラメータ：有効にすると、スケジューラーが選択した特定のノードのトポロジーにPVが固定され、他の一致するトポロジーには固定されなくなります。

前提条件

  1. クラスター内のノードには、使用する予定のトポロジーキーでラベル付けされている必要があります。Kubernetesは、ほとんどのクラウド環境でよく知られたラベル`topology.kubernetes.io/zone`を自動的に適用します。次のコマンドで確認します。

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

  2. SUSE Storageで*CSI許可されたトポロジーキー*設定を構成します。SUSE StorageがKubernetesに渡すべきトポロジーキーのカンマ区切りリストに値を設定します。

    • SUSE Storage UI：*設定 > 一般 > CSI許可されたトポロジーキー*に移動し、例えば`topology.kubernetes.io/zone`を入力します。

    • Longhorn API / kubectl：

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

      `value`フィールドを`topology.kubernetes.io/zone`に設定します。

      この設定を変更した後、変更を有効にするために`longhorn-csi-plugin` DaemonSetを手動で再起動する必要があります。トポロジーは、各ノードのCSIプラグインポッドが再起動した後にのみ正しく適用されます。

機能のしくみ

PVCがLonghorn CSIドライバーを使用するStorageClassに対して作成されると、いくつかのフィールドが相互作用して、結果として得られるPVが受け取る`nodeAffinity`を決定します：

フィールド Role

csi-allowed-topology-keys（Longhorn設定）

CSIドライバーにどのトポロジーキーを公開するかを指示します。空の場合（デフォルト）、トポロジー情報はKubernetesに渡されず、PVはトポロジーベースの`nodeAffinity`を受け取りません。

allowedTopologies（StorageClassフィールド）

どのトポロジー値が対象となるかを制限します。例えば、a、b、`c`の中からゾーン`a`と`b`にプロビジョニングを制限できます。

volumeBindingMode（StorageClassフィールド）

WaitForFirstConsumer（WFFC）は、ポッドがスケジュールされるまでプロビジョニングを遅延させ、スケジューラーに優先ノードを与えます。`Immediate`はすぐにプロビジョニングします。

strictTopology（StorageClassパラメータ）

`"true"`と`WaitForFirstConsumer`を使用する場合、PVはポッドがスケジュールされたノードのゾーンのみに固定され、許可されたすべてのゾーンには固定されません。この設定は、`csi-allowed-topology-keys`が関連するトポロジーキーを含む場合にのみ効果があります。

例

以下の例は、3つのゾーンにまたがる6つのノードを持つクラスターを前提としています：

ノード ゾーン

node2

a

node3

b

node4

c

node5

a

node6

b

node7

c

基本的なゾーンレベルのアフィニティ

`WaitForFirstConsumer`を`allowedTopologies`と`csi-allowed-topology-keys`と一緒に使用して、ボリュームを特定のゾーンに制限します。

Longhorn設定：

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

結果：PV `nodeAffinity`は`zone in [a, b]`に設定されています。PVは、ゾーン`a`または`b`のノードにのみ接続できます。

厳密なトポロジーピンニング

PVをスケジュールされたノードの正確なゾーンにピン留めするには、`strictTopology: "true"`を追加してください。

Longhorn設定：

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

結果：すべての3つのゾーンが`allowedTopologies`にリストされているにもかかわらず、PV nodeAffinity`はポッドがスケジュールされたノードのゾーンのみに設定されています（例えば、ポッドが`node2`または`node5`に配置される場合は`zone in [a]）。

動作参照

以下の表では、ゾーン`[a, b, c]`は上記の例のクラスターに存在するすべてのゾーンを表します。

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

1

直ちに

なし

""（空）

false

なし

2

直ちに

なし

zone

false

[a, b, c]のゾーン

3

直ちに

ゾーン: [a, b]

zone

false

[a, b]のゾーン

4

WFFC

なし

""（空）

false

なし

5

WFFC

なし

zone

false

[a, b, c]のゾーン

6

WFFC

なし

zone

true

[selected]のゾーン

7

WFFC

ゾーン: [a]

zone

false

[a]のゾーン

8

WFFC

ゾーン: [a, b, c]

zone

true

[selected]のゾーン

この表では、zone`は`topology.kubernetes.io/zone`の略語であり、[selected]`はKubernetesスケジューラーによって選択されたノードのゾーンを意味します。

重要なポイント：

  • `csi-allowed-topology-keys`がないと、トポロジー情報は渡されず、PVはトポロジーベースの`nodeAffinity`を受け取りません（シナリオ1、4）。

  • `strictTopology`は、`WaitForFirstConsumer`と一緒に使用されると、スケジュールされたポッドのトポロジーにPVをピン留めします。`Immediate`を使用すると、PVはポッドがスケジュールされる前に作成されるため、そのトポロジーはランダムに選択されます。

  • `allowedTopologies`は適格なゾーンのセットを絞り込み、`strictTopology`はさらに単一の選択されたゾーンに絞り込みます。

メモおよび警告

  • 使用しないでください allowedTopologies と dataLocality: strict-local を一緒に使わないでください。PV nodeAffinity は一度設定されると変更できず、SUSE Storage の厳密なローカルボリュームピンニングと衝突します。詳細については データのローカリティ を参照してください。

  • トポロジーを意識したプロビジョニングが*不要*なユーザーに最も一般的な構成は、csi-allowed-topology-keys を空のままにすることです（シナリオ 1 と 4）。これがデフォルトの設定です。

  • トポロジーを意識したプロビジョニングを希望するユーザーには、推奨される設定はシナリオ 7 と 8 です — WaitForFirstConsumer を allowedTopologies と csi-allowed-topology-keys と一緒に使用してください。

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