1. 课程导论:Rook Ceph与Velero在K8s存储生态中的角色定位、课程目标与学习路径

1.1 为什么需要“存储运维剧本”?

Kubernetes 已经成为企业级容器编排的事实标准,但有状态应用的持久化存储始终是运维中最复杂、最容易出错的环节。存储组件选型不当、备份策略缺失、恢复流程混乱,往往导致数据丢失或长时间业务中断。本课程将聚焦 Rook Ceph(提供 Kubernetes 原生块、文件、对象存储)与 Velero(提供集群资源与持久卷备份/恢复)的协同工作,形成一套可复用的“运维剧本”,帮助团队在存储故障、集群迁移、灾难恢复等场景下快速响应。

课程定位: 这不是纯理论课,也不是单一工具的安装手册,而是一套面向生产环境的“存储组件拓扑图 + 运维剧本”实战体系。

1.2 Rook Ceph 与 Velero 的角色定位

在 Kubernetes 存储生态中,Rook Ceph 与 Velero 分别承担“存储基础设施”与“数据保护”两个核心角色。下表从多个维度对比两者的定位与协作关系:

维度 Rook Ceph Velero
核心功能 在 K8s 内以 Operator 模式部署和管理 Ceph 集群,提供块存储(RBD)、文件系统(CephFS)、对象存储(RGW) 备份和恢复 Kubernetes 资源(Deployment、PVC、ConfigMap 等)以及持久卷数据(快照或文件级)
在存储生态中的角色 存储基础设施层——为 Pod 提供持久化存储后端 数据保护层——为集群资源和存储数据提供备份/恢复/迁移能力
依赖关系 依赖底层裸盘或块设备,不依赖 Velero 依赖存储后端(如 S3、Azure Blob)存放备份,可与 Rook Ceph 的 RGW 集成作为备份目标
运维关注点 OSD 状态、PG 分布、存储池容量、CRUSH 拓扑、mon 选举 备份计划(Schedule)、保留策略(TTL)、恢复流程(Restore)、迁移(Migration)
协同场景 作为 Velero 的备份目标存储(RGW 桶),或作为被备份的 PVC 存储后端 备份由 Rook Ceph 提供的 PVC 数据,并在恢复时重新绑定到 Rook Ceph 的存储类

1.3 课程目标

完成本课程后,学员将能够:

  • 独立部署 一套生产级 Rook Ceph 集群,并配置块、文件、对象三种存储接口。
  • 设计并实施 Velero 备份策略,包括定时备份、按需备份、跨集群迁移。
  • 绘制并解读 存储组件拓扑图,清晰展示 Rook Ceph 内部组件(mon、mgr、OSD、RGW)与 Velero 组件(server、node-agent、plugin)之间的数据流和控制流。
  • 执行运维剧本 应对常见故障场景:OSD 故障恢复、存储池扩容、PVC 数据误删恢复、集群迁移。
  • 优化 存储性能与备份窗口,避免备份对生产存储造成冲击。
关键产出: 每章配套一份可执行的“运维剧本”步骤清单,以及对应的拓扑图标注,方便团队直接用于故障演练和 SOP 文档。

1.4 学习路径与章节地图

课程共 30 章,分为四个阶段。下面的 SVG 图展示了整体学习路径与章节之间的依赖关系:

课程学习路径与章节地图 阶段一:基础与部署 第1-8章 阶段二:存储拓扑与运维 第9-16章 阶段三:Velero备份与恢复 第17-24章 阶段四:协同与实战 第25-30章 Rook Ceph 部署 存储类与 PVC CRUSH 拓扑 OSD 运维 Velero 部署 备份策略 协同恢复 迁移演练 说明: 实线箭头表示阶段内章节顺序,虚线箭头表示跨阶段知识依赖。建议按阶段顺序学习,但阶段二和阶段三可并行推进。

1.5 学习建议与前置知识

为了获得最佳学习效果,建议学员具备以下基础:

  • 熟悉 Kubernetes 基本概念(Pod、Deployment、Service、PVC、StorageClass)。
  • 了解 Linux 存储基础(块设备、文件系统、挂载)。
  • 具备基本的 YAML 编写和 kubectl 操作能力。
注意: 本课程所有操作均在非生产环境验证通过,但生产环境部署时请务必根据实际硬件和网络条件调整参数。课程提供的“运维剧本”是通用模板,需要结合团队自身的监控、告警、变更流程进行定制。

1.6 本章小结