AzureDisk

AzureDisk 为 Azure 上面运行的虚拟机提供了弹性块存储服务,它以 VHD 的形式挂载到虚拟机中,并可以在 Kubernetes 容器中使用。AzureDisk 优点是性能高,特别是 Premium Storage 提供了非常好的性能;其缺点是不支持共享,只可以用在单个 Pod 内。

根据配置的不同,Kubernetes 支持的 AzureDisk 可以分为以下几类

  • Managed Disks: 由 Azure 自动管理磁盘和存储账户

  • Blob Disks:

    • Dedicated (默认):为每个 AzureDisk 创建单独的存储账户,当删除 PVC 的时候删除该存储账户

    • Shared:AzureDisk 共享 ResourceGroup 内的同一个存储账户,这时删除 PVC 不会删除该存储账户

注意:

  • AzureDisk 的类型必须跟 VM OS Disk 类型一致,即要么都是 Manged Disks,要么都是 Blob Disks。当两者不一致时,AzureDisk PV 会报无法挂载的错误。

  • 由于 Managed Disks 需要创建和管理存储账户,其创建过程会比 Blob Disks 慢(3 分钟 vs 1-2 分钟)。

  • 但节点最大支持同时挂载 16 个 AzureDisk。

使用 AzureDisk 推荐的版本:

Kubernetes version

Recommended version

1.12

1.12.9 或更高版本

1.13

1.13.6 或更高版本

1.14

1.14.2 或更高版本

>=1.15

>=1.15

使用 aks-engine 部署的 Kubernetes 集群,会自动创建两个 StorageClass,默认为managed-standard(即HDD):

kubectl get storageclass
NAME PROVISIONER AGE
default (default) kubernetes.io/azure-disk 45d
managed-premium kubernetes.io/azure-disk 53d
managed-standard kubernetes.io/azure-disk 53d

AzureDisk 挂载失败

在 AzureDisk 从一个 Pod 迁移到另一 Node 上面的 Pod 时或者同一台 Node 上面使用了多块 AzureDisk 时有可能会碰到这个问题。这是由于 kube-controller-manager 未对 AttachDisk 和 DetachDisk 操作加锁从而引发了竞争问题(kubernetes#60101 acs-engine#2002 ACS#12)。

通过 kube-controller-manager 的日志,可以查看具体的错误原因。常见的错误日志为

Cannot attach data disk 'cdb-dynamic-pvc-92972088-11b9-11e8-888f-000d3a018174' to VM 'kn-edge-0' because the disk is currently being detached or the last detach operation failed. Please wait until the disk is completely detached and then try again or delete/detach the disk explicitly again.

临时性解决方法为

(1)更新所有受影响的虚拟机状态

使用powershell:

$vm = Get-AzureRMVM -ResourceGroupName $rg -Name $vmname
Update-AzureRmVM -ResourceGroupName $rg -VM $vm -verbose -debug

使用 Azure CLI:

# For VM:
az vm update -n <VM_NAME> -g <RESOURCE_GROUP_NAME>
# For VMSS:
az vmss update-instances -g <RESOURCE_GROUP_NAME> --name <VMSS_NAME> --instance-id <ID>

(2)重启虚拟机

  • kubectl cordon NODE

  • 如果 Node 上运行有 StatefulSet,需要手动删除相应的 Pod

  • kubectl drain NODE

  • Get-AzureRMVM -ResourceGroupName $rg -Name $vmname | Restart-AzureVM

  • kubectl uncordon NODE

该问题的修复 #60183 已包含在 v1.10 中。

挂载新的 AzureDisk 后,该 Node 中其他 Pod 已挂载的 AzureDisk 不可用

在 Kubernetes v1.7 中,AzureDisk 默认的缓存策略修改为 ReadWrite,这会导致在同一个 Node 中挂载超过 5 块 AzureDisk 时,已有 AzureDisk 的盘符会随机改变(kubernetes#60344 kubernetes#57444 AKS#201 acs-engine#1918)。比如,当挂载第六块 AzureDisk 后,原来 lun0 磁盘的挂载盘符有可能从 sdc 变成 sdk

$ tree /dev/disk/azure
...
└── scsi1
├── lun0 -> ../../../sdk
├── lun1 -> ../../../sdj
├── lun2 -> ../../../sde
├── lun3 -> ../../../sdf
├── lun4 -> ../../../sdg
├── lun5 -> ../../../sdh
└── lun6 -> ../../../sdi

这样,原来使用 lun0 磁盘的 Pod 就无法访问 AzureDisk 了

[root@admin-0 /]# ls /datadisk
ls: reading directory .: Input/output error

临时性解决方法是设置 AzureDisk StorageClass 的 cachingmode: None,如

kind: StorageClass
apiVersion: storage.k8s.io/v1
metadata:
name: managed-standard
provisioner: kubernetes.io/azure-disk
parameters:
skuname: Standard_LRS
kind: Managed
cachingmode: None

该问题的修复 #60346 将包含在 v1.10 中。

AzureDisk 挂载慢

AzureDisk PVC 的挂载过程一般需要 1 分钟的时间,这些时间主要消耗在 Azure ARM API 的调用上(查询 VM 以及挂载 Disk)。#57432 为 Azure VM 增加了一个缓存,消除了 VM 的查询时间,将整个挂载过程缩短到大约 30 秒。该修复包含在v1.9.2+ 和 v1.10 中。

另外,如果 Node 使用了 Standard_B1s 类型的虚拟机,那么 AzureDisk 的第一次挂载一般会超时,等再次重复时才会挂载成功。这是因为在 Standard_B1s 虚拟机中格式化 AzureDisk 就需要很长时间(如超过 70 秒)。

$ kubectl describe pod <pod-name>
...
Events:
FirstSeen LastSeen Count From SubObjectPath Type Reason Message
--------- -------- ----- ---- ------------- -------- ------ -------
8m 8m 1 default-scheduler Normal Scheduled Successfully assigned nginx-azuredisk to aks-nodepool1-15012548-0
7m 7m 1 kubelet, aks-nodepool1-15012548-0 Normal SuccessfulMountVolume MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-mrw8h"
5m 5m 1 kubelet, aks-nodepool1-15012548-0 Warning FailedMount Unable to mount volumes for pod "nginx-azuredisk_default(4eb22bb2-0bb5-11e8-8
d9e-0a58ac1f0a2e)": timeout expired waiting for volumes to attach/mount for pod "default"/"nginx-azuredisk". list of unattached/unmounted volumes=[disk01]
5m 5m 1 kubelet, aks-nodepool1-15012548-0 Warning FailedSync Error syncing pod
4m 4m 1 kubelet, aks-nodepool1-15012548-0 Normal SuccessfulMountVolume MountVolume.SetUp succeeded for volume "pvc-20240841-0bb5-11e8-8d9e-0a58ac1f0
a2e"
4m 4m 1 kubelet, aks-nodepool1-15012548-0 spec.containers{nginx-azuredisk} Normal Pulling pulling image "nginx"
3m 3m 1 kubelet, aks-nodepool1-15012548-0 spec.containers{nginx-azuredisk} Normal Pulled Successfully pulled image "nginx"
3m 3m 1 kubelet, aks-nodepool1-15012548-0 spec.containers{nginx-azuredisk} Normal Created Created container
2m 2m 1 kubelet, aks-nodepool1-15012548-0 spec.containers{nginx-azuredisk} Normal Started Started container

Azure German Cloud 无法使用 AzureDisk

Azure German Cloud 仅在 v1.7.9+、v1.8.3+ 以及更新版本中支持(#50673),升级 Kubernetes 版本即可解决。

MountVolume.WaitForAttach failed

MountVolume.WaitForAttach failed for volume "pvc-f1562ecb-3e5f-11e8-ab6b-000d3af9f967" : azureDisk - Wait for attach expect device path as a lun number, instead got: /dev/disk/azure/scsi1/lun1 (strconv.Atoi: parsing "/dev/disk/azure/scsi1/lun1": invalid syntax)

该问题 仅在 Kubernetes v1.10.0 和 v1.10.1 中存在,将在 v1.10.2 中修复。

在 mountOptions 中设置 uid 和 gid 时失败

默认情况下,Azure 磁盘使用 ext4、xfs filesystem 和 mountOptions,如 uid = x,gid = x 无法在装入时设置。 例如,如果你尝试设置 mountOptions uid = 999,gid = 999,将看到类似于以下内容的错误:

Warning FailedMount 63s kubelet, aks-nodepool1-29460110-0 MountVolume.MountDevice failed for volume "pvc-d783d0e4-85a1-11e9-8a90-369885447933" : azureDisk - mountDevice:FormatAndMount failed with mount failed: exit status 32
Mounting command: systemd-run
Mounting arguments: --description=Kubernetes transient mount for /var/lib/kubelet/plugins/kubernetes.io/azure-disk/mounts/m436970985 --scope -- mount -t xfs -o dir_mode=0777,file_mode=0777,uid=1000,gid=1000,defaults /dev/disk/azure/scsi1/lun2 /var/lib/kubelet/plugins/kubernetes.io/azure-disk/mounts/m436970985
Output: Running scope as unit run-rb21966413ab449b3a242ae9b0fbc9398.scope.
mount: wrong fs type, bad option, bad superblock on /dev/sde,
missing codepage or helper program, or other error

可以通过执行以下操作之一来缓解此问题

  • 通过在 fsGroup 中的 runAsUser 和 gid 中设置 uid 来配置 pod 的安全上下文。例如,以下设置会将 pod 设置为 root,使其可供任何文件访问:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: security-context-demo
spec:
securityContext:
runAsUser: 0
fsGroup: 0

备注: 因为 gid 和 uid 默认装载为 root 或0。如果 gid 或 uid 设置为非根(例如1000),则 Kubernetes 将使用 chown 更改该磁盘下的所有目录和文件。此操作可能非常耗时,并且可能会导致装载磁盘的速度非常慢。

  • 使用 initContainers 中的 chown 设置 gid 和 uid。例如:

initContainers:
- name: volume-mount
image: busybox
command: ["sh", "-c", "chown -R 100:100 /data"]
volumeMounts:
- name: <your data volume>
mountPath: /data

删除 pod 使用的 Azure 磁盘 PersistentVolumeClaim 时出错

如果尝试删除 pod 使用的 Azure 磁盘 PersistentVolumeClaim,可能会看到错误。例如:

$ kubectl describe pv pvc-d8eebc1d-74d3-11e8-902b-e22b71bb1c06
...
Message: disk.DisksClient#Delete: Failure responding to request: StatusCode=409 -- Original Error: autorest/azure: Service returned an error. Status=409 Code="OperationNotAllowed" Message="Disk kubernetes-dynamic-pvc-d8eebc1d-74d3-11e8-902b-e22b71bb1c06 is attached to VM /subscriptions/{subs-id}/resourceGroups/MC_markito-aks-pvc_markito-aks-pvc_westus/providers/Microsoft.Compute/virtualMachines/aks-agentpool-25259074-0."

在 Kubernetes 版本1.10 及更高版本中,默认情况下已启用 PersistentVolumeClaim protection 功能以防止此错误。如果你使用的 Kubernetes 版本不能解决此问题,则可以通过在删除 PersistentVolumeClaim 前使用 PersistentVolumeClaim 删除 pod 来缓解此问题。

参考文档