AKS 中的临时存储 — 实践动手实验

Source: Dev.to

请提供您希望翻译的具体内容（文本、Markdown 等），我将按照要求保留源链接并仅翻译正文部分。谢谢！

为什么使用临时存储？

临时存储非常适合那些 不需要 数据在 Pod 生命周期结束后仍然保留的工作负载，例如：

• CI/CD 流水线
• 批处理作业
• 视频转码
• ETL 流程
• AI 预处理

在这些情况下使用持久卷会：

• 增加成本
• 增加生命周期复杂性
• 泄漏未使用的 PVC
• 放慢 I/O

临时存储原语速度快，自动清理，并且位于节点本地磁盘或内存。

短暂存储原语

Kubernetes 提供了多种内置的临时存储机制：

emptyDir（磁盘支持）

最简单的短暂存储形式。Pod 启动时创建，Pod 运行期间存在，Pod 删除时移除。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: emptydir-disk
spec:
  containers:
  - name: writer
    image: busybox
    command: ["/bin/sh", "-c"]
    args:
      - |
        dd if=/dev/zero of=/scratch/test.img bs=1M count=100
        sleep 600
    volumeMounts:
    - mountPath: /scratch
      name: scratch
  volumes:
  - name: scratch
    emptyDir: {}

结果：在 /scratch 下创建一个 100 MiB 的文件。数据位于节点本地磁盘，Pod 删除时即消失——非常适合 CI 构建产物或临时数据转换。

emptyDir（内存支持）

通过设置 medium: Memory 将 emptyDir 挂载到 RAM，实际创建一个 tmpfs 挂载。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: emptydir-memory
spec:
  containers:
  - name: writer
    image: busybox
    command: ["/bin/sh", "-c"]
    args:
      - |
        dd if=/dev/zero of=/scratch/test.img bs=1M count=100
        sleep 600
    volumeMounts:
    - mountPath: /scratch
      name: memvol
  volumes:
  - name: memvol
    emptyDir:
      medium: Memory

特性：

• 极快（RAM 访问）
• 零磁盘 I/O
• 适用于缓存或临时处理

⚠️ 注意：如果超过内存限制，Pod 可能会被驱逐。

通用短暂 PVC（动态）

Kubernetes 可以为 Pod 创建一个临时的 PersistentVolumeClaim（PVC），Pod 结束时 PVC 会自动删除。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: eph-pvc
spec:
  containers:
  - name: app
    image: busybox
    command: ["/bin/sh", "-c"]
    args:
      - |
        echo "using temporary storage"
        sleep 600
    volumeMounts:
    - mountPath: /data
      name: eph
  volumes:
  - name: eph
    ephemeral:
      volumeClaimTemplate:
        spec:
          accessModes: ["ReadWriteOnce"]
          resources:
            requests:
              storage: 1Gi

工作流：

1. Pod 启动时，Kubernetes 创建 PVC 并使用默认的 StorageClass 供应后端卷。
2. Pod 删除时，PVC 及其卷会自动移除——无泄漏，无需手动清理。

典型使用场景包括：

• 数据处理任务
• 机器学习训练的临时空间
• 大规模临时工作负载

短暂存储选项比较

典型工作流

CI/CD 流水线

1. Job start – 将仓库克隆到 emptyDir 中。
2. Build – 在同一个 emptyDir 中生成制品。
3. Publish – 推送 Docker 镜像或上传制品。
4. Job end – Pod 退出；emptyDir 自动被移除。

数据处理作业

1. Download 将数据集下载到临时 PVC 中。
2. Transform 在本地转换数据。
3. Upload 将结果上传到外部存储。
4. Terminate – PVC 被删除，不留下残余费用。

最佳实践

• 始终为 ephemeral-storage 资源请求和限制 Pod 设置。
• 对于小型、快速的临时空间，首选 emptyDir；当需要最小化 I/O 延迟时，使用基于内存的 emptyDir。
• 当需要更大的卷或特定存储类（例如 Azure Managed Disk）时，使用 Generic Ephemeral PVC。
• 将临时卷与 本地 SSD 节点、临时 OS 磁盘 或 自动伸缩节点池 结合使用，以实现最高性能和成本效率。

何时使用持久卷

避免使用临时存储，如果符合以下任意情况：

• 数据必须在 Pod 重启或节点故障后仍然存在。
• 多个 Pod 需要共享同一数据。
• 需要备份、快照或长期保留。

在这些场景下，创建普通的 PersistentVolume 和 PersistentVolumeClaim。

结论

临时存储在 Kubernetes 中是一项被严重低估的优化。对于临时工作负载——CI/CD 流水线、批处理、媒体转码、AI 预处理——它能够提供：

• 速度（本地或内存支持的 I/O）
• 简洁性（无需手动清理）
• 成本效益（没有残留的存储费用）

将临时存储设为短生命周期工作负载的默认选项，可显著提升性能，降低运维开销，并削减云端支出。