结合Docker与K8s外挂Pure让储存阵列化身容器储存服务

随着越来越多企业开始採用容器化的应用程式、甚至是微服务，该如何在这样的环境之下，搭配持续性储存（Persistent Storage），已成为IT基础架构管理面临的挑战之一，容器若要存取既有储存设备的Volume，除了透过容器环境内建的储存Volume外挂程式，像是Docker Volume Plugin，以及Kubernetes Persistent Volumes，几家主要的企业级储存厂商，也纷纷推出解决方案来因应这方面的需求。

例如，以全快闪储存阵列起家的厂商Pure Storage，在2018年6月召开的Accelerate全球用户大会上，发表可提供容器储存即服务（Container Storage-as-a-Service）的工具，称为Pure Service Orchestrator（PSO），採用该公司储存阵列的企业可运用PSO来建立相关的环境，促使在企业内部管理的IT基础架构，也能具备与外部公有云服务类似的资源使用弹性，并且支援基于容器、微服务架构的应用程式。

上图的参考架构，是Pure Storage储存阵列与Kubernetes丛集系统的整合应用示範。
Kubernetes的部分，包含了8个节点的丛集，其中有2个是主节点（Master node），而etcd的键值（key-value）储存库执行在3个节点上，负责管理整个丛集，而在Pod内执行的应用程式与主节点、etcd系统之间，是透过API来沟通。
至于Pure Storage产品的部分，负责提供持续性储存Volume（Persistent Storage Volumes，PV）。若要从Pure Storage FlashArray中，宣告部分储存区作为区块储存空间，以及从FlashBlade来挂载NFS，可透过Pure Service Orchestrator，也就是Pure Storage的Kubernetes外挂程式来促成。

在运作上，PSO整合了Docker、Kubernetes等多种容器应用平台──透过Pure Storage开发的Docker Volume Plugin，以及Kubernetes FlexDriver等两套软体，从而提供支援容器化环境的持续性储存环境。

在底层的Pure Storage储存阵列与上层的容器化应用程式之间，Pure Service Orchestrator扮演控制虚拟层（control plane virtualization layer）的角色，可将储存设备的耗用转化为储存服务的耗用，而且，这里整合了Kubernetes这类容器调度指挥框架，能为容器化应用程式提供持续性储存的支援。
有了Pure Service Orchestrator的中介处理，开发人员可以更容易在企业内部环境，搭建微服务化的应用程式、平台即服务，以及支援持续整合／持续交付（CI/CD）的应用程式发布。

同时，PSO对于此种储存环境的产生，也提供了可自动执行、便于随时扩展规模的方式，而为打算使用容器环境的软体开发人员，带来类似使用云端服务的操作体验。基于这样的动态建立储存架构，用户不仅可横跨多台储存阵列系统来扩张所需的储存资源，也能支援变化落差极大的容器化应用环境，例如，临时因应快速扩展至数千台容器规模的执行需求。

一般而言，我们当然可以单靠储存设备的外挂程式，来支援Kubernetes环境的运用（左图），不过，若要因应容器对于区块储存与档案储存的使用需求，并考量容器规模可能达到数以千计、多个Pods的规模，以及动态的储存区建立与扩充，Pure Storage认为，透过 Pure Service Orchestrator可提供容器即服务（container-as-a-service）的环境──亦即将Pure Storage储存阵列作为后端，提供开发者所发布的Persistent Volume（PV），以及Persistent Volume Claim（PVC）。
在这样的架构下，只需显露出区块储存的储存类别（StorageClass），当中将使用FlashArray；以及另一个基于档案的储存类别pure-file，当中将以FlashBlade作为后端供应者。之后，即可以此提供具有Read-Write-Many（RWX）或Read-Write-Once（RWO）属性的持续性储存。

在储存系统的搭配上，PSO可跨越Pure Storage两大产品线共同使用，能搭配多台FlashArray、FlashBlade，或是混合两者的架构；在储存服务的供应上，PSO所建立的环境，可支援档案储存与区块储存等两大类型。而且，用户对于储存服务当中的每一台储存系统，也能套用不同的组态，而获得使用上的弹性。

上图呈现了Kubernetes与Pure Service Orchestrator、Pure Storage储存阵列之间的互动关係，Kubernetes提出建立Persistent Volume的请求，Pure Service Orchestrator会将这样的请求转换为建立储存区的API，再传至Fleet Provisioner──在此可汇聚多种现行状态资料，像是效能、容量、运作正常度，也能根据不同标籤来进行捡选过滤。
而Fleet Provisioner又能连接多个「后端」，对应底层的Pure Storage储存阵列设备，并以REST API相互沟通。举例来说，如果现行使用的储存阵列容量不足，需要到另一台比较有余裕的储存阵列，建立储存区，我们就可以从这里新设置储存Volume。

若要在PSO的架构下，调整储存服务的规模，开发人员只需透过单一指令，就能根据他们容器化环境的成长需求，执行小型的扩充。

上面3张画面示範了Pure Service Orchestrator建立容器持续储存的指令输入，以及从Pure Storage储存阵列管理主控台呈现的储存区状态。

若要在OpenShift Container Platform这套容器即服务平台上，整合Pure Storage储存阵列来提供持续性储存空间，像是横挂多个OpenShift丛集节点的本地Docker容器储存，以及运用NFS档案储存来放置内部使用的容器映像，同时，又要能够支援动态调度指挥的机制，我们可以透过Pure Service Orchestrator来进行。

关于OpenShift Container Platform与Pure Service Orchestrator、FlashArray的整合应用，Pure Storage公布示範的操作影片，第一步是在OpenShift环境，安装Pure Storage提供的Kubernetes外挂程式。当中，会需要搭配对应JSON的组态描述档案，以便在FlashArray或是FlashBlade建立持续性储存，之后即可依照安装指令稿（installation script）来建立OpenShift元件。

完成前面的OpenShift Container Platform的外挂程式部署作业，接着，OpenShift的使用者就能运用FlashArray或FlashBlade建立的持续性储存，来建置各种应用程式。
而上面的萤幕截图，主要呈现的部分，是使用者透过OpenShift的网页介面，只需几个简单的滑鼠点选操作，输入MongoDB这套应用程式的组态，即可马上透过容器的自动产生与配置，建置一套NoSQL资料库环境，而底层用的储存正是坐落于FlashArray的持续性储存。

除了针对Docker、Kunernetes、OpenShift等容器化环境的整合支援，Pure Storage先前也已陆续推出两种自动化储存供应与整合的解决方案，像是基于企业伺服器虚拟化所发展出来的软体定义IT架构──VMware SDDC，以及常见的自动化组态配置与调度指挥软体生态，像是Ansible、Puppet、PowerShell等。

产品资讯

Pure Service Orchestrator
●原厂：Pure Storage(02)8729-2111
●建议售价：免费
●基本软体元件：Kubernetes FlexVolume Driver、Docker Volume Plugin
●搭配储存系统：FlashArray、FlashBlade
●支援作业系统：CentOS 7、RHEL7、Ubuntu 16.04 LTS
●搭配软体需求：Kubernetes、Docker、Helm
●支援容器环境：Docker、Swarm、Mesos

【注：规格与价格由厂商提供，因时有异动，正确资讯请洽厂商】