容器化 RDS：你需要了解数据是如何被写"坏"的
即使不使用 Kubernetes，在编排持久化 workload 时，你都需要了解编排框架和 Cloud Provider 是如何交互的，数据又是如何被写"坏"的。以下描述的场景具有普遍意义，也是必须要回答的问题。
简单场景
从存储池中获取 RW Volume，挂载到指定 Node 上，并在该 Node 上启动持久化应用 MySQL。
Volume 使用流程大致如下：
- 生成 Volume
- mount 到数据库实例所在节点，数据库启动
稍微复杂一点
- 从存储池中获取 Volume，挂载到指定 Node 上，并在该 Node 上启动持久化应用 MySQL
- MySQL具备重建/故障切换/重新调度的能力
Volume 使用流程也会更复杂一些：
- 生成 Volume
- mount 到数据库实例所在节点，数据库启动
- 数据库实例因为recreate/failover/rescheduling，被调度新节点
- Volume 从原节点 unmount
- mount 到新节点，数据库启动
相比上个场景，增加了3个环节。
复杂一点
大多数情况下 Kubernetes 不会直接管理 bare-metal，而是运行在第三方 Cloud Provider 上（GCE/Azure/AWS/OpenStack），Kubernetes 会作为 Volume 的使用者，由 Cloud Provider 负责 Volume 的生命周期，所以之前的 mount/unmount 会有所变化：
- Volume 在 mount 之前，需要“通知” Cloud Provider
- Volume 在 unmount 之后，需要“通知” Cloud Provider
如果Volume 在 unmount 之后，没有“通知” Cloud Provider，Cloud Provider 会保证该 Volume 不会被挂载到其他 Node 上，“多点挂载”在大多数场景下会导致“Data Corruption”，所以添加这两个步骤是有必要的，Cloud Provider 需要感知 Volume 的“使用场景”（譬如在 GCE 环境，是不允许RW Volume 同时挂载到多个节点）。这两个步骤被称为 attach/detach。
Volume 使用流程也会更复杂一些：
- 生成 Volume
- attach 到数据库实例所在节点
- mount 到数据库实例所在节点，数据库启动
- 数据库实例因为recreate/failover/rescheduling，被调度其他节点
- Volume 从原节点 unmount
- Volume 从原节点 detach
- attach 到新节点
- mount 到新节点，数据库启动
再复杂一点
需要继续思考一个问题： 谁来“通知”Cloud Provider？
Kubernetes 1.3 之前，以上所有的工作由 Kubelet 完成，由Volume Plugin 适配第三方 Cloud Provider 的 逻辑 。
但 Kubelet 是运行在 Node 端的 Agent。
一旦 Node 重启 / Crash / 网络故障，都会导致无法“通知”Cloud Provider，即便该 Volume 已经没有应用访问，Cloud Provider 都不会让任何节点使用它。
当然，还会有其他问题，譬如多个 Kubelet 带来的“race condition”。
解耦 Attach-Mount-Unmount-Detach
流程不变，Kubernetes 1.3 之后，尝试使用专门的 Controller 管理 Attach 和 Detach 操作。
该 Controller 被叫做 AttachDetach Controller，它运行在已有的 Controller Plane 上。
通过“ volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach ”启动该特性（默认使用该特性）。
问题还没有解决
attach-mount-umount-detach流程的串行有序是保障数据不被写“坏”的基础。
- Volume 在 mount 之前，Kubelet 会先确认是否已经 attach
- Volume 在 detach 之前，AttachDetach Controller 会确认是否已经 unmount
所以，如果 Volume 不能被 Kubelet 成功地 unmount，AttachDetach Controller 不能进行 detach 操作。
又回到之前的问题。
Kubelet 是运行在 Node 端的 Agent，一旦 Node 重启 / Crash / 网络故障，都会导致无法完成 unmount 操作。
AttachDetach Controller 不可能无限制的等待前置动作 unmount，所以通过参数 maxWaitForUnmountDuration（默认6分钟）解决该问题。
超过 maxWaitForUnmountDuration，AttachDetach Controller 会启动 force detaching。
这破坏了 attach-mount-umount-detach 流程的串行有序，一个 RW Volume 在多个节点上挂载的可能性出现了。
数据可能被写“坏"
Kuberetes 集群的正常运行，依赖 API Server 跟 Kubelet 的正常交互，可以理解为”心跳”。
“心跳”丢失的可能性很多，譬如：
- Node 重启 / Crash；
- Node 跟 API Server 网络故障；
- Node 在高负载下，Kubelet无法获得 CPU 时间分片；
- 等等
换句话说，一旦“心跳”丢失，集群无法判断 Node 的真实状态。这时运行在 Controller Plane 之上的 NodeLifecycle Controller 会把该节点标记为“ConditionUnknown”。
一旦超过阈值podEvictionTimeout，NodeLifecycle Controller会对该节点上运行的 MySQL 进行驱逐，Scheduler会将 MySQL调度到其他“available”节点。
配合上 force detaching 导致的“多点挂载”，多个实例对同一个 Volume 的“Write”导致“Data Corruption”。
总结
Kubernetes 是极好的编排平台，前提是我们需要深入的了解它。
作者介绍：熊中哲，沃趣科技产品&研发负责人。曾就职于阿里巴巴和百度，超过10年关系型数据库工作经验，目前致力于将云原生技术引入到关系型数据库服务中。
正文到此结束
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