Persistent Volumes in Kubernetes -- Stateful Workloads

“Kubernetes ist großartig für Stateless-Anwendungen.” Das haben wir schon oft gehört. Aber was ist mit Datenbanken, Message Brokern? PersistentVolumes und StorageClasses bringen Kubernetes in die Welt der Stateful Workloads.

PV, PVC, StorageClass – das Trio, das Sie kennen müssen¶

PersistentVolume (PV) ist ein Stück Storage im Cluster. PersistentVolumeClaim (PVC) ist eine Storage-Anforderung einer Anwendung. StorageClass definiert, wie PVs dynamisch erstellt werden.

Dynamisches Provisioning ist der Schlüssel. StorageClass provisioniert automatisch ein neues Volume, wenn ein PVC erstellt wird.

Unser Setup: Ceph On-Premise, EBS in der Cloud¶

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: ceph-rbd
provisioner: kubernetes.io/rbd
parameters:
  monitors: 10.0.0.1:6789,10.0.0.2:6789,10.0.0.3:6789
  pool: kube
reclaimPolicy: Retain

StatefulSets + PVC = Stateful-Anwendungen¶

StatefulSet garantiert stabilen Hostnamen und persistenten Storage für jeden Pod. Pod postgres-0 bekommt immer PVC data-postgres-0. Auch nach einem Neustart verbindet sich der Pod mit demselben Volume.

Wir betreiben PostgreSQL, Redis und Elasticsearch auf diese Weise. Es ist nicht ohne Probleme – ein Node-Ausfall mit lokalem Storage bedeutet manuellen Eingriff. Aber für die meisten Fälle funktioniert es zuverlässig.

Backup-Strategie¶

• Volume Snapshots (Ceph unterstützt das nativ)
• Anwendungs-Backups (pg_dump für PostgreSQL)
• reclaimPolicy: Retain – niemals Delete für Produktionsdaten
• Testen Sie den Restore – ein Backup ohne verifizierten Restore ist eine Illusion

Stateful Workloads in Kubernetes sind Realität¶

PersistentVolumes und StatefulSets bringen Kubernetes über die Grenzen von Stateless Microservices hinaus. Mit einem guten Storage-Backend und einer durchdachten Strategie funktioniert es auch für Datenbanken.