共享存储为分布式系统非常重要的一部分，存储一般要求稳定、可用、性能、可靠。
从用户角度看
存储就是一块盘或者一个目录，用户不关心盘或者目录如何实现，用户要求非常“简单”，就是稳定，性能好。为了能够提供稳定可靠的存储产品，各个厂家推出了各种各样的存储技术和概念。为了能够让大家有一个整体认识，本文先介绍存储中的这些概念。
从存储介质角度
存储介质分为机械硬盘和固态硬盘（SSD）。机械硬盘泛指采用磁头寻址的磁盘设备，包括SATA硬盘和SAS硬盘。由于采用磁头寻址，机械硬盘性能一般，随机IOPS一般在200左右，顺序带宽在150MB/s左右。固态硬盘是指采用Flash/DRAM芯片+控制器组成的设备，根据协议的不同，又分为SATA SSD，SAS SSD，PCIe SSD和NVMe SSD。
从产品定义角度
存储分为本地存储（DAS），网络存储（NAS），存储局域网（SAN）和软件定义存储（SDS）四大类
- DAS就是本地盘，直接插到服务器上
- NAS是指提供NFS协议的NAS设备，通常采用磁盘阵列+协议网关的方式
- SAN跟NAS类似，提供SCSI/iSCSI协议，后端是磁盘阵列
- SDS是一种泛指，包括分布式NAS（并行文件系统），ServerSAN等
从应用场景角度
存储分为文件存储（Posix/MPI），块存储（iSCSI/Qemu）和对象存储（S3/Swift）三大类。
Kubernetes是如何给存储定义和分类呢？Kubernetes中跟存储相关的概念有PersistentVolume （PV）和PersistentVolumeClaim（PVC），PV又分为静态PV和动态PV。静态PV方式如下：
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动态PV需要引入StorageClass的概念，使用方式如下：
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社区列举出PersistentVolume的in-tree Plugin，如下图所示。从图中可以看到，Kubernetes通过访问模式给存储分为三大类，RWO/ROX/RWX。这种分类将原有的存储概念混淆，其中包含存储协议，存储开源产品，存储商业产品，公有云存储产品等等。
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如何将Kubernetes中的分类和熟知的存储概念对应起来呢？本文选择将其和应用场景进行类比。
块存储通常只支持RWO，比如AWSElasticBlockStore，AzureDisk，有些产品能做到支持ROX，比如GCEPersistentDisk，RBD，ScaleIO等
文件存储（分布式文件系统）支持RWO/ROX/RWX三种模式，比如CephFS，GlusterFS和AzureFile
对象存储不需要PV/PVC来做资源抽象，应用可以直接访问和使用
多种多样的应用场景
介绍完存储概念之后，选择哪种存储仍然悬而未决。这个时候，请问自己一个问题，业务是什么类型？选择合适的存储，一定要清楚自己的业务对存储的需求。本文整理了使用容器存储的场景及其特点。
- 配置
无论集群配置信息还是应用配置信息，其特点是并发访问，也就是前边提到的ROX/RWX，在不同集群或者不同节点，都能够访问同样的配置文件，分布式文件存储是最优选择。
- 日志
在容器场景中，日志是很重要的一部分内容，其特点是高吞吐，有可能会产生大量小文件。如果有日志分析场景，还会有大量并发读操作。分布式文件存储是最优选择。
- 应用（数据库/消息队列/大数据）
Kafka，MySQL，Cassandra，PostgreSQL，ElasticSearch，HDFS等应用，本身具备了存储数据的能力，对底层存储的要求就是高IOPS，低延迟。底层存储最好有数据冗余机制，上层应用就可以避免复杂的故障和恢复处理。以HDFS为例，当某个datanode节点掉线后，原有逻辑中，会选择启动新的datanode，触发恢复逻辑，完成数据副本补全，这段时间会比较长，而且对业务影响也比较大。如果底层存储有副本机制，HDFS集群就可以设置为单副本，datanode节点掉线后，启动新的datanode，挂载原有的pv，集群恢复正常，对业务的影响缩短为秒级。高性能分布式文件存储和高性能分布式块存储是最优选择。
- 备份
应用数据的备份或者数据库的备份，其特点是高吞吐，数据量大，低成本。文件存储和对象存储最优。
综合应用场景，高性能文件存储是最优选择。
形形色色的存储产品
市面上的存储产品种类繁多，但是对于容器场景，主要集中在4种方案：分布式文件存储，分布式块存储，Local-Disk和传统NAS。
分布式块存储包括开源社区的Ceph，Sheepdog，商业产品中EMC的Scale IO，Vmware的vSAN等。分布式块存储不适合容器场景，关键问题是缺失RWX的特性。
分布式文件存储包括开源社区的Glusterfs，Cephfs，Lustre，Moosefs，Lizardfs，商业产品中EMC的isilon，IBM的GPFS等。分布式文件存储适合容器场景，但是性能问题比较突出，主要集中在GlusterFS，CephFS，MooseFS/LizardFS。
这里简单对比下开源项目的优缺点，仅供参考。
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Local-Disk方案有明显的缺点，尤其是针对数据库，大数据类的应用。节点故障后，数据的恢复时间长，对业务影响范围广。
传统NAS也是一种文件存储，但是协议网关（机头）是性能瓶颈，传统NAS已经跟不上时代发展的潮流。
分门别类的评估策略
存储的核心需求是稳定，可靠，可用。无论是开源的存储项目还是商业的存储产品，评估方法具有普适性，本文会介绍常见的评估项和评估方法。
- 数据可靠性
数据可靠性是指数据不丢失的概率。通常情况下，存储产品会给出几个9的数据可靠性，或者给出最多允许故障盘/节点个数。评估方式就是暴力拔盘，比如说存储提供3副本策略，拔任意2块盘，只要数据不损坏，说明可靠性没问题。存储采用不同的数据冗余策略，提供的可靠性是不一样的。
- 数据可用性
数据可用性和数据可靠性很容易被混淆，可用性指的是数据是否在线。比如存储集群断电，这段时间数据是不在线，但是数据没有丢失，集群恢复正常后，数据可以正常访问。评估可用性的主要方式是拔服务器电源，再有查看存储的部署组件是否有单点故障的可能。
- 数据一致性
数据一致性是最难评估的一项，因为大部分场景用户不知道程序写了哪些数据，写到了哪里。该如何评估数据一致性呢？普通的测试工具可以采用fio开启crc校验选项，最好的测试工具就是数据库。如果发生了数据不一致的情况，数据库要么起不来，要么表数据不对。具体的测试用例还要细细斟酌。
- 存储性能
存储的性能测试很有讲究，块存储和文件存储的侧重点也不一样。
- 容器存储功能
除了存储的核心功能（高可靠/高可用/高性能），对于容器存储，还需要几个额外的功能保证生产环境的稳定可用。
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Flexvolume/CSI接口的支持，动态/静态PV的支持
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存储配额。对于Kubernetes的管理员来说，存储的配额是必须的，否则存储的使用空间会处于不可控状态
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服务质量（QoS）。如果没有QoS，存储管理员只能期望存储提供其他监控指标，以保证在集群超负荷时，找出罪魁祸首
万变不离其宗的选择
Kubernetes持久化存储方案的重点在存储和容器支持上。因此首要考虑存储的核心功能和容器的场景支持。综合本文所述，将选择项按优先级列举：
1、存储的三大核心，高可靠，高可用和高性能
2、业务场景，选择分布式文件存储
3、扩展性，存储能横向扩展，应对业务增长需求
4、可运维性，存储的运维难度不亚于存储的开发，选择运维便捷存储产品
5、成本
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