MinIO部署介绍
部署概述
Kubernetes hostpath、local和本地静态配置都存在需要事先在node节点准备好可用的块存储或文件系统，例如对插入的硬盘，或者磁盘阵列做分区格式化，文件系统则需提前创建好Kubernetes即将利用的挂载目录，并且两种方法都会有亲和性限制，无法做到让Kubernetes自身的去调度让数据卷分布在不同的node节点上。
若利用传统的SAN或者NAS的CSI存储驱动（网络PV）来为minio集群提供存储，minio集群本身就分布式存储和保障高可用的特点，不仅会在数据路径中增加另一层复制/擦除编码和额外的网络跃点。这种额外的分解层还会导致复杂性增加和性能下降的问题。
而DirectPV可以解决如上问题，DirectPV做到了跨服器发现可用存储资源、跨服器格式化存储、创建供Kubernetes PV使用的存储池，由Kubernetes API通过DirectPV CSI调度存储资源为POD分配直连式存储PV，分布式地在node节点创建符合PVC申请要求的PV。DirectPV创建的存储资源统一由部署DirectPV的节点监视和维护。
通俗点讲，相当于在master节点部署DirectPV后，只需在node节点插入硬盘或者组建磁盘阵列，后续的格式化只需在安装了DirectPV的master节点上操作，node节点无需后续操作，PV由Kubernetes自行调度和创建，并由PV卷将数据持久化。
DirectPV更多介绍参考：002.DirectPV介绍及安装
基于如上考虑，本实验Kubernetes部署Minio集群存储，选择使用DirectPV CSI作为分布式存储的最佳实践。
同时minio官方支持通过简单的快速部署，以便于进行基础测试：
curl https://raw.githubusercontent.com/minio/docs/master/source/extra/examples/minio-dev.yaml -O
kubectl apply -f minio-dev.yaml
参考官方： 快速部署MinIO 。
minio集群特性
每个minio集群节点上由Kubernetes调度，而每个集群节点的驱动器使用的PV由DirectPV调度，也就是说驱动器实际使用的存储资源是由DirectPV随机的从属于Kubernetes的DirectPV存储池中分配出来的，那实际的数据会随机的分布在node节点上的硬盘上，只要node节点硬盘数量较多，很大程度上可以规避硬盘单点故障的问题。
-
分布式
minio集群将数据分布在每个minio集群节点上，每个集群节点至少拥有4个驱动器，数据被均匀分布在每个集群节点的驱动器上，一半的驱动器空间用于数据备份利用，一半的空间用于存储。
-
高可用
minio集群的高可用特性，即驱动器只要有总数的N/2在线，即可完整的同步和还原数据，解决了硬盘单点故障导致数据丢失的问题。只要minio的集群节点数量够多，也能规避minio集群节点故障大面积的驱动器掉线导致存储数据丢失的问题。
MinIO部署
部署规划
-
Kubernetes 安装
本实验不涉及 Kubernetes 部署， Kubernetes 部署参考 Kubernetes_v1.30.3高可用部署架构二 。
-
节点规划
已完成部署的Kubernetes集群的规划及磁盘相关信息如下：
| 主机 | IP | 磁盘 | 备注 |
|---|---|---|---|
| master01 | 172.24.10.11 | ------ | master节点 |
| master02 | 172.24.10.12 | ------ | master节点 |
| master03 | 172.24.10.13 | ------ | master节点 |
| worker01 | 172.24.10.14 | /dev/nvme0n2 | worker节点+ MinIO 节点 + DirectPV节点 |
| worker02 | 172.24.10.15 | /dev/nvme0n2 | worker节点+ MinIO 节点 + DirectPV节点 |
| worker03 | 172.24.10.16 | /dev/nvme0n2 | worker节点+ MinIO 节点 + DirectPV节点 |
集群VIP： 172.24.10.100
相关域名均能正常解析，可通过hosts解析相关域名至 VPI 。
DirectPV部署
DirectPV部署安装参考：002.DirectPV介绍及安装
通常安装完DirectPV后会自动生成默认的 directpv-min-io StorageClass 。
[root@master01 directpv]# kubectl get sc -o wide
NAME PROVISIONER RECLAIMPOLICY VOLUMEBINDINGMODE ALLOWVOLUMEEXPANSION AGE
directpv-min-io directpv-min-io Delete WaitForFirstConsumer true 11h
配置MinIO
根据当前规划，参考 DirectPV部署MinIO存储官方yaml进行修改。
也可参考MinIO官方yaml修改。
当前版本的minio把API端口和WebUI端口进行了区分，本实验API保留9000，webui配置为9090。
部署在独立的namespace minio-dev中。
[root@master01 minio]# curl https://raw.githubusercontent.com/minio/docs/master/source/extra/examples/minio-dev.yaml -O
[root@master01 minio]# vim minio-dev.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: minio-dev
labels:
name: minio-dev
---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
name: minio
namespace: minio-dev
labels:
app: minio
spec:
selector:
app: minio
type: NodePort
ports:
- name: api
port: 9000
protocol: TCP
targetPort: 9000
nodePort: 9000
- name: webui
port: 9090
protocol: TCP
targetPort: 9090
nodePort: 9090
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: minio
namespace: minio-dev
labels:
app: minio
spec:
serviceName: "minio"
replicas: 4
selector:
matchLabels:
app: minio
template:
metadata:
labels:
app: minio
directpv.min.io/organization: minio
directpv.min.io/app: minio-example
directpv.min.io/tenant: tenant-1
spec:
containers:
- name: minio
image: minio/minio
env:
- name: MINIO_ACCESS_KEY
value: minio
- name: MINIO_SECRET_KEY
value: minio123
volumeMounts:
- name: minio-data-1
mountPath: /data1
- name: minio-data-2
mountPath: /data2
- name: minio-data-3
mountPath: /data3
- name: minio-data-4
mountPath: /data4
args:
- "server"
- "http://minio-{0...3}.minio.minio-dev.svc.cluster.local/data{1...4}"
- "--console-address"
- ":9090"
volumeClaimTemplates: #配置StorageClass
- metadata:
name: minio-data-1
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 1Gi
storageClassName: directpv-min-io #配置已存在的storageClass
- metadata:
name: minio-data-2
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 1Gi
storageClassName: directpv-min-io #配置已存在的storageClass
- metadata:
name: minio-data-3
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 1Gi
storageClassName: directpv-min-io #配置已存在的storageClass
- metadata:
name: minio-data-4
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
resources:
requests:
storage: 1Gi
storageClassName: directpv-min-io #配置已存在的storageClass
正式部署
[root@master01 minio]# kubectl apply -f minio-dev.yaml
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev get all -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
pod/minio-0 1/1 Running 0 2m42s 10.10.30.123 worker02 <none> <none>
pod/minio-1 1/1 Running 0 2m33s 10.10.196.75 worker04 <none> <none>
pod/minio-2 1/1 Running 0 2m25s 10.10.5.11 worker01 <none> <none>
pod/minio-3 1/1 Running 0 2m16s 10.10.19.65 worker03 <none> <none>
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
service/minio NodePort 10.20.113.61 <none> 9000:9000/TCP,9090:9090/TCP 2m42s app=minio
NAME READY AGE CONTAINERS IMAGES
statefulset.apps/minio 4/4 2m42s minio minio/minio
[root@master01 minio]# kubectl directpv list drives
┌──────────┬─────────┬──────────────────────────┬────────┬────────┬─────────┬────────┐
│ NODE │ NAME │ MAKE │ SIZE │ FREE │ VOLUMES │ STATUS │
├──────────┼─────────┼──────────────────────────┼────────┼────────┼─────────┼────────┤
│ worker01 │ nvme0n2 │ VMware Virtual NVMe Disk │ 20 GiB │ 16 GiB │ 4 │ Ready │
│ worker02 │ nvme0n2 │ VMware Virtual NVMe Disk │ 20 GiB │ 16 GiB │ 4 │ Ready │
│ worker03 │ nvme0n2 │ VMware Virtual NVMe Disk │ 20 GiB │ 16 GiB │ 4 │ Ready │
│ worker04 │ nvme0n2 │ VMware Virtual NVMe Disk │ 20 GiB │ 16 GiB │ 4 │ Ready │
└──────────┴─────────┴──────────────────────────┴────────┴────────┴─────────┴────────┘
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev get pvc
ingress访问webui
使用ingress将Webui开放出来。
创建证书。
[root@master01 minio]# ll *com*
-rw-r--r-- 1 root root 3.9K Aug 24 06:19 api.linuxsb.com.crt
-rw-r--r-- 1 root root 1.7K Aug 24 06:19 api.linuxsb.com.key
-rw-r--r-- 1 root root 3.9K Aug 24 05:36 minio.linuxsb.com.crt
-rw-r--r-- 1 root root 1.7K Aug 24 05:36 minio.linuxsb.com.key
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev create secret tls minio-webui-tls --cert=minio.linuxsb.com.crt --key=minio.linuxsb.com.key
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev create secret tls minio-api-tls --cert=api.linuxsb.com.crt --key=api.linuxsb.com.key
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev describe secrets minio-webui-tls
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev describe secrets minio-api-tls
创建ingress规则。
[root@master01 minio]# vim minio-ingress.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: minio-webui-ingress
namespace: minio-dev
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
ingressClassName: "nginx"
tls:
- hosts:
- 'minio.linuxsb.com'
secretName: minio-webui-tls
rules:
- host: minio.linuxsb.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: minio
port:
number: 9090
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: minio-api-ingress
namespace: minio-dev
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
ingressClassName: "nginx"
tls:
- hosts:
- 'api.linuxsb.com'
secretName: minio-api-tls
rules:
- host: api.linuxsb.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: minio
port:
number: 9000
[root@master01 minio]# kubectl apply -f minio-ingress.yaml
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev get ingress -o wide
NAME CLASS HOSTS ADDRESS PORTS AGE
minio-api-ingress nginx api.linuxsb.com 172.24.10.11 80, 443 64s
minio-webui-ingress nginx minio.linuxsb.com 172.24.10.11 80, 443 64s
确认验证
- 浏览器验证
使用浏览器访问 https://172.24.10.100:9090 ，默认minio账号密码： minioadmin / minioadmin ，本实验已设置账号密码： minio / minio123 。
也可使用ingress所暴露的域名访问： https://minio.linuxsb.com 。
- MC验证
MinIO Client mc命令行工具提供了ls、cat、cp、mirror和diff等命令，支持文件系统和Amazon s3兼容的云存储服务。
mc命令行工具是为与AWS S3 API兼容而构建的，并在MinIO和AWS S3上测试了预期的功能和行为。
安装mc：
[root@master01 minio]# curl https://dl.min.io/client/mc/release/linux-amd64/mc \
--create-dirs \
-o /usr/local/bin/mc
[root@master01 minio]# chmod +x /usr/local/bin/mc
[root@master01 minio]# mc --help
连接minio：
使用mc alias set命令将Amazon s3兼容的服务添加到mc配置中，将alias替换为要关联到S3服务的名称。
mc命令通常需要alias作为参数来标识要对哪个S3服务执行，如果省略ACCESS_KEY和SECRET_KEY，执行命令时会提示在CLI中输入这些值。
[root@master01 minio]# mc alias set myminio https://api.linuxsb.com minio minio123
Added `myminio` successfully.
[root@master01 minio]# mc admin info myminio
提示：更多mc命令使用参考： MinIO Client 。
MinIO扩容
在线扩容
MinIO结合DirectPV部署的分布式存储集群，可通过DirectPV的特性完成在线卷扩容，不需要重新启动使用这些卷的pod，调整扩容后的大小，然后Persistent Volume Claim自动完成相应动作。
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev get pvc minio-data-1-minio-0 -o yaml > minio-data-1-minio-0.yaml #将需要扩容的卷的yaml导出
[root@master01 minio]# vim minio-data-1-minio-0.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
annotations:
pv.kubernetes.io/bind-completed: "yes"
pv.kubernetes.io/bound-by-controller: "yes"
volume.beta.kubernetes.io/storage-provisioner: directpv-min-io
volume.kubernetes.io/selected-node: worker02
volume.kubernetes.io/storage-provisioner: directpv-min-io
creationTimestamp: "2024-08-23T16:27:13Z"
finalizers:
- kubernetes.io/pvc-protection
labels:
app: minio
name: minio-data-1-minio-0
namespace: minio-dev
resourceVersion: "1536089"
uid: 4f6e5be4-4ed7-47e8-8cc1-5b0f3c65167e
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 2Gi #直接修改大小
storageClassName: directpv-min-io
volumeMode: Filesystem
volumeName: pvc-4f6e5be4-4ed7-47e8-8cc1-5b0f3c65167e
status:
accessModes:
- ReadWriteOnce
capacity:
storage: 1Gi
phase: Bound
[root@master01 minio]# kubectl apply -f minio-data-1-minio-0.yaml
......
确认验证
验证扩容后的相应的卷是否为2G。
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev get pvc minio-data-1-minio-0 -o yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
#......
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 2Gi #扩容后的当前容量
storageClassName: directpv-min-io
volumeMode: Filesystem
volumeName: pvc-4f6e5be4-4ed7-47e8-8cc1-5b0f3c65167e
status:
accessModes:
- ReadWriteOnce
capacity:
storage: 2Gi
[root@master01 minio]# kubectl -n minio-dev get pvc minio-data-1-minio-0
NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES STORAGECLASS VOLUMEATTRIBUTESCLASS AGE
minio-data-1-minio-0 Bound pvc-4f6e5be4-4ed7-47e8-8cc1-5b0f3c65167e 2Gi RWO directpv-min-io <unset> 6h20m
更多DirectPV卷管理参考： Volume management 和 003.DirectPV存储管理 。