कुबर्नेट्स भंडारण

कुबर्नेट्स भंडारण

परिचय

कुबर्नेट्स (Kubernetes), जिसे अक्सर K8s के नाम से जाना जाता है, एक शक्तिशाली कंटेनर ऑर्केस्ट्रेशन प्लेटफॉर्म है जो एप्लिकेशन के परिनियोजन, स्केलिंग और प्रबंधन को स्वचालित करता है। कंटेनरों का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों के लिए, डेटा भंडारण एक महत्वपूर्ण पहलू है। कुबर्नेट्स में डेटा को प्रबंधित करने के लिए, विभिन्न प्रकार के भंडारण विकल्प उपलब्ध हैं, जिन्हें समझना एप्लीकेशन आर्किटेक्ट और ऑपरेटरों के लिए आवश्यक है। यह लेख कुबर्नेट्स भंडारण की बुनियादी अवधारणाओं, विभिन्न भंडारण प्रकारों और उनके उपयोग के मामलों पर केंद्रित है, जो शुरुआती लोगों के लिए एक व्यापक मार्गदर्शिका के रूप में काम करेगा।

भंडारण की आवश्यकता क्यों है?

कंटेनर स्वभाव से ही स्टेटलेस (stateless) होते हैं। इसका मतलब है कि वे अपने जीवनकाल के दौरान डेटा को स्थायी रूप से संग्रहीत नहीं करते हैं। जब एक कंटेनर क्रैश हो जाता है या पुनः आरंभ होता है, तो उसके अंदर संग्रहीत सभी डेटा खो जाते हैं। कई अनुप्रयोगों को स्टेटफुल (stateful) होने की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि उन्हें डेटा को बनाए रखने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक डेटाबेस को डेटा को स्थायी रूप से संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है। इसी आवश्यकता को पूरा करने के लिए कुबर्नेट्स भंडारण का उपयोग किया जाता है।

स्टेटफुल एप्लीकेशन जैसे डेटाबेस, मैसेजिंग सिस्टम और अन्य अनुप्रयोगों को डेटा को लगातार बनाए रखने की आवश्यकता होती है। कुबर्नेट्स स्टोरेज वॉल्यूम के माध्यम से इस आवश्यकता को पूरा करता है।

कुबर्नेट्स में भंडारण की मूल अवधारणाएँ

कुबर्नेट्स में भंडारण को समझने के लिए कुछ मूलभूत अवधारणाएँ हैं:

• **वॉल्यूम (Volume):** यह कुबर्नेट्स में डेटा स्टोरेज की एक बुनियादी इकाई है। यह कंटेनर में डेटा को संग्रहीत करने के लिए एक निर्देशिका प्रदान करता है। वॉल्यूम कंटेनर के जीवनकाल से स्वतंत्र होते हैं, जिसका अर्थ है कि कंटेनर को पुनः आरंभ करने या बदलने पर भी डेटा बना रहता है।
• **परसिस्टेंट वॉल्यूम (Persistent Volume - PV):** यह क्लस्टर व्यवस्थापक द्वारा प्रदान किया गया स्टोरेज रिसोर्स है। यह क्लस्टर के संसाधनों के पूल का प्रतिनिधित्व करता है। PV एक निश्चित आकार और एक्सेस मोड के साथ कॉन्फ़िगर किया गया है।
• **परसिस्टेंट वॉल्यूम क्लेम (Persistent Volume Claim - PVC):** यह एक अनुरोध है जो उपयोगकर्ता स्टोरेज के लिए करता है। PVC एक विशेष आकार और एक्सेस मोड के साथ स्टोरेज की मांग करता है। कुबर्नेट्स तब उपलब्ध PV को PVC से मिलान करने का प्रयास करता है।
• **स्टोरेज क्लास (Storage Class):** यह PV के गतिशील प्रावधान को स्वचालित करने का एक तरीका है। स्टोरेज क्लास परिभाषित करता है कि PV को कैसे बनाया जाना चाहिए, जैसे कि स्टोरेज का प्रकार और एक्सेस मोड।

कुबर्नेट्स में भंडारण के प्रकार

कुबर्नेट्स कई प्रकार के भंडारण विकल्प प्रदान करता है, जिन्हें दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

• **स्थानीय भंडारण (Local Storage):** यह होस्ट मशीन पर सीधे अटैच स्टोरेज का उपयोग करता है। यह तेज़ प्रदर्शन प्रदान करता है, लेकिन पोर्टेबिलिटी सीमित होती है। उदाहरण के लिए, डायरेक्टरी वॉल्यूम, होस्टPath वॉल्यूम।
• **नेटवर्क भंडारण (Network Storage):** यह नेटवर्क पर उपलब्ध स्टोरेज का उपयोग करता है। यह अधिक लचीलापन और पोर्टेबिलिटी प्रदान करता है, लेकिन प्रदर्शन स्थानीय भंडारण जितना तेज़ नहीं हो सकता है। उदाहरण के लिए, AWS EBS, Google Persistent Disk, Azure Disk, NFS, iSCSI, GlusterFS, Ceph।

कुबर्नेट्स में भंडारण के प्रकार

! भंडारण प्रकार	एक्सेस मोड	उपयोग के मामले	प्रदर्शन	पोर्टेबिलिटी
स्थानीय भंडारण (HostPath)	ReadWriteOnce	विकास और परीक्षण	उच्च	सीमित
नेटवर्क भंडारण (AWS EBS)	ReadWriteOnce, ReadOnlyMany, ReadWriteMany	उत्पादन अनुप्रयोग, डेटाबेस	मध्यम से उच्च	उच्च
नेटवर्क भंडारण (NFS)	ReadWriteMany	फ़ाइल साझाकरण, सामग्री प्रबंधन	मध्यम	उच्च

वॉल्यूम एक्सेस मोड

कुबर्नेट्स में, वॉल्यूम को विभिन्न एक्सेस मोड के साथ कॉन्फ़िगर किया जा सकता है:

• **ReadWriteOnce:** वॉल्यूम को एक ही नोड पर एक साथ पढ़ा और लिखा जा सकता है।
• **ReadOnlyMany:** वॉल्यूम को कई नोड्स पर एक साथ पढ़ा जा सकता है, लेकिन केवल एक नोड पर ही लिखा जा सकता है।
• **ReadWriteMany:** वॉल्यूम को कई नोड्स पर एक साथ पढ़ा और लिखा जा सकता है।

एक्सेस मोड का चयन एप्लिकेशन की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक डेटाबेस को ReadWriteOnce एक्सेस मोड की आवश्यकता हो सकती है, जबकि एक फ़ाइल साझाकरण एप्लिकेशन को ReadWriteMany एक्सेस मोड की आवश्यकता हो सकती है।

परसिस्टेंट वॉल्यूम (PV) और परसिस्टेंट वॉल्यूम क्लेम (PVC)

परसिस्टेंट वॉल्यूम क्लस्टर में स्टोरेज संसाधनों के प्रबंधन का एक अमूर्त तरीका प्रदान करते हैं। क्लस्टर व्यवस्थापक PV को परिभाषित करते हैं, जिसमें स्टोरेज क्षमता, एक्सेस मोड और स्टोरेज क्लास शामिल होते हैं।

परसिस्टेंट वॉल्यूम क्लेम एप्लिकेशन डेवलपर्स द्वारा स्टोरेज का अनुरोध करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। PVC में आवश्यक स्टोरेज क्षमता और एक्सेस मोड निर्दिष्ट होते हैं। कुबर्नेट्स तब उपलब्ध PV को PVC से मिलान करने का प्रयास करता है। यदि कोई मिलान PV उपलब्ध नहीं है, तो कुबर्नेट्स गतिशील प्रावधान का उपयोग करके एक नया PV बना सकता है, यदि एक स्टोरेज क्लास कॉन्फ़िगर किया गया है।

स्टोरेज क्लास

स्टोरेज क्लास गतिशील रूप से PV को प्रावधान करने का एक तरीका प्रदान करते हैं। स्टोरेज क्लास परिभाषित करता है कि PV को कैसे बनाया जाना चाहिए, जैसे कि स्टोरेज का प्रकार और एक्सेस मोड। क्लस्टर व्यवस्थापक विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए अलग-अलग स्टोरेज क्लास बना सकते हैं।

उदाहरण के लिए, एक स्टोरेज क्लास तेज़ SSD स्टोरेज के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जबकि दूसरा स्टोरेज क्लास कम खर्चीले HDD स्टोरेज के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

कुबर्नेट्स में भंडारण का उपयोग कैसे करें?

कुबर्नेट्स में भंडारण का उपयोग करने के लिए, आपको निम्नलिखित चरणों का पालन करना होगा:

1. एक PV बनाएं (यदि आवश्यक हो)। 2. एक PVC बनाएं। 3. अपने पॉड (Pod) में PVC को माउंट करें।

यहाँ एक उदाहरण YAML कॉन्फ़िगरेशन है जो एक PVC और एक पॉड बनाता है जो PVC को माउंट करता है:

```yaml apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata:

 name: my-pvc

spec:

 accessModes:
 - ReadWriteOnce
 resources:
   requests:
     storage: 10Gi

--- apiVersion: v1 kind: Pod metadata:

 name: my-pod

spec:

 volumes:
 - name: my-volume
   persistentVolumeClaim:
     claimName: my-pvc
 containers:
 - name: my-container
   image: nginx
   ports:
   - containerPort: 80
   volumeMounts:
   - mountPath: /usr/share/nginx/html
     name: my-volume

```

यह कॉन्फ़िगरेशन एक PVC बनाता है जिसका नाम `my-pvc` है और जो 10 GiB स्टोरेज का अनुरोध करता है। यह एक पॉड भी बनाता है जिसका नाम `my-pod` है और जो PVC को `/usr/share/nginx/html` निर्देशिका पर माउंट करता है।

उन्नत भंडारण अवधारणाएँ

• **डायनेमिक वॉल्यूम प्रावधान (Dynamic Volume Provisioning):** स्टोरेज क्लास के माध्यम से स्वचालित रूप से PV बनाना।
• **वॉल्यूम स्नैपशॉट (Volume Snapshots):** वॉल्यूम का बैकअप लेना और पुनर्स्थापित करना।
• **वॉल्यूम क्लोनिंग (Volume Cloning):** मौजूदा वॉल्यूम की प्रतियां बनाना।
• **भंडारण क्वोटा (Storage Quotas):** उपयोगकर्ताओं द्वारा उपयोग किए जा सकने वाले स्टोरेज की मात्रा को सीमित करना।

भंडारण के लिए सर्वोत्तम अभ्यास

• अपनी एप्लिकेशन आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त भंडारण प्रकार का चयन करें।
• एक्सेस मोड का सावधानीपूर्वक चयन करें।
• स्टोरेज क्लास का उपयोग करके गतिशील वॉल्यूम प्रावधान को स्वचालित करें।
• अपने डेटा का नियमित रूप से बैकअप लें।
• सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए उचित पहुंच नियंत्रण लागू करें।

निष्कर्ष

कुबर्नेट्स भंडारण एक शक्तिशाली और लचीला मंच है जो अनुप्रयोगों को डेटा को स्थायी रूप से संग्रहीत करने और प्रबंधित करने की अनुमति देता है। इस लेख में, हमने कुबर्नेट्स भंडारण की बुनियादी अवधारणाओं, विभिन्न भंडारण प्रकारों और उनके उपयोग के मामलों पर चर्चा की है। इन अवधारणाओं को समझने से आपको अपने कुबर्नेट्स अनुप्रयोगों के लिए प्रभावी भंडारण समाधान डिजाइन और कार्यान्वित करने में मदद मिलेगी।

संबंधित लिंक

• कुबर्नेट्स आधिकारिक दस्तावेज़ - भंडारण
• परसिस्टेंट वॉल्यूम
• परसिस्टेंट वॉल्यूम क्लेम
• स्टोरेज क्लास
• डायनेमिक वॉल्यूम प्रावधान
• वॉल्यूम स्नैपशॉट
• वॉल्यूम क्लोनिंग
• भंडारण क्वोटा
• AWS EBS
• Google Persistent Disk
• Azure Disk
• NFS
• iSCSI
• GlusterFS
• Ceph
• कंटेनर ऑर्केस्ट्रेशन
• स्टेटफुल एप्लीकेशन
• डेटा भंडारण
• तकनीकी विश्लेषण
• वॉल्यूम विश्लेषण
• बाजार विश्लेषण

अन्य संभावित श्रेणियाँ जो:

• कंटेनर प्रौद्योगिकी
• क्लाउड कंप्यूटिंग
• डेटा प्रबंधन
• सिस्टम प्रशासन
• देवोप्स

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