Как разработать CSI-драйвер с поддержкой Swordfish API и запустить его без железа

Контейнерные приложения все чаще требуют постоянного хранилища, будь то базы данных, кэш или файловые серверы. Но Kubernetes по умолчанию не «умеет» работать напрямую с системами хранения данных, в этом ему помогает CSI (Container Storage Interface). А если хочется управлять хранилищем через единый стандарт и без привязки к конкретному вендору, на помощь приходит спецификация Swordfish.

В статье расскажем, как мы в лаборатории реализовали CSI-драйвер, поддерживающий спецификацию Swordfish и создали сервер-эмулятор, позволяющий тестировать и разворачивать такую систему без физического оборудования — и поделимся этим эмулятором, чтобы вы могли попробовать сами. 

Kubernetes — наиболее популярная платформа оркестрации контейнеров, которую можно использовать для развертывания приложений, требующих постоянного хранилища данных (например, базы данных, файловые серверы, кэширование и т. д.). Однако Kubernetes изначально был ориентирован на управление контейнерами, а не на управление хранилищем. Поэтому для того, чтобы контейнеры могли подключаться к хранилищам, было разработано решение — CSI.

В предыдущих статьях мы написали Ansible-модули для управления разными системами хранения данных через Swordfish и объяснили проблемы mock-сервера Swordfish API Emulator.

Что такое Swordfish и для чего нужен

Swordfish — это спецификация, разработанная организацией SNIA (Storage Networking Industry Association), которая нацелена на создание стандартов для управления системами хранения данных (СХД) в дата-центрах и облачных инфраструктурах. Она расширяет возможности Redfish API, предоставляя единый интерфейс для управления разными типами хранилищ:

• блочными (Block Storage),

• файловыми (File Storage, например NFS), 

• объектными (Object Storag2e).

Swordfish нужен для автоматизации управления хранилищами, унификации API и упрощения работы с различными типами СХД.

Единый стандарт для СХД: почему мы выбрали Swordfish

Swordfish нам понадобился по нескольким причинам. 

Необходимость унификации. В современных IT-инфраструктурах у заказчика часто используется множество СХД от разных производителей. Каждая из этих систем хранения данных имеет собственный API и интерфейс управления, что делает их администрирование сложным и неудобным. Задача Swordfish — создать единый стандарт для этого процесса, Swordfish предоставляет единых подход к управлению СХД различных вендоров. 

Интеграция с облачными и гиперконвергентными системами. СХД интегрируются с облачными платформами и гиперконвергентными системами. Это программно-определяемые системы, которые объединяют вычислительные ресурсы (CPU, RAM), сетевые компоненты и хранилище в единую платформу. Swordfish предоставляет стандарты, которые упрощают работу с такими архитектурами.

Управление через API. Swordfish разрабатывался с акцентом на использование RESTful API для взаимодействия. Это облегчает автоматизацию процессов, таких как развертывание новых ресурсов, мониторинг состояния системы и оптимизация хранения.

Почему до сих пор нет CSI-драйвера, поддерживающего спецификацию Swordfish

В настоящее время не существует CSI-драйвера, поддерживающего спецификацию Swordfish, поскольку большинство существующих CSI-драйверов разработали вендоры СХД под свои решения. Разработка CSI-драйвера для Kubernetes — это непростая задача, особенно если один из пунктов — поддержка спецификации Swordfish. Интеграция с Kubernetes API, поддержка всех функций Swordfish, таких как управление различными типами хранилищ, — все это требует значительных усилий. 

Наша команда решила взяться за это непростое задание и реализовать драйвер CSI, поддерживающий спецификацию Swordfish. Установить его можно по ссылке

Эмулятор вместо оборудования

Эмулятор Swordfish API нужен для тестирования и разработки решений, работающих с СХД, без необходимости подключения к реальному оборудованию. Это полезно, так как СХД дорогие и сложные в настройке. Помимо этого, благодаря эмулятору разработчики и тестировщики могут проверять работу API без риска повредить реальные данные. Более подробно про особенности и проблемы mock-сервера Swordfish API мы уже писали. 

Swordfish API — это стандарт управления СХД, но разные вендоры реализуют его по-своему, а эмулятор помогает протестировать базовый функционал.

Требования к эмулятору:

• Имитация API-запросов и ответов согласно спецификации Swordfish.

• Поддержка основных операций с хранилищами: создание томов, управление атрибутами томов (размер, доступность, свободная память и т. д.) и удаление томов.

• Возможность тестирования разных типов хранилищ (блоковое, файловое, объектное).

Use-case использования CSI-драйвера

CSI-драйвер, взаимодействующий со Swordfish API, позволяет Kubernetes-кластеру автоматически создавать, подключать и управлять томами на системах хранения. Это важно в enterprise-средах, где нужно обеспечивать стандартизированный доступ к различным типам СХД без привязки к конкретному вендору. 

Автоматизированное создание и управление томами в Kubernetes через CSI-драйвер и Swordfish API

Когда приложение в кластере Kubernetes запрашивает постоянное хранилище (например, для хранения данных в общих папках), оркестратор отправляет запрос через PersistentVolumeClaim (PVC) с необходимыми характеристиками тома.

Что происходит, когда нужно создать том:

1. Kubernetes получает PVC с характеристиками тома (размер, тип хранилища и т. д.). 

2. Находит соответствующий StorageClass, который указывает, что том должен создаваться через CSI-драйвер.

3. CSI-драйвер взаимодействует с эмулятором Swordfish API, который создает том с требуемыми параметрами. 

4. Для файловых систем (например, NFS) Swordfish API конфигурирует подключение к серверу NFS и возвращает информацию о созданном томе обратно CSI-драйверу.

Когда том успешно создан, Kubernetes автоматически подключает его к нужному контейнеру или поду. Как это происходит:

1. Эмулятор Swordfish API извлекает путь из ресурса FileShare к директории и добавляет путь в конфигурацию сервера NFS в /etc/exports. Это позволяет клиентам подключаться к этой директории и использовать ее в качестве сетевого хранилища. Происходит на этапе создания ресурса.

2. Kubernetes связывает созданный том PersistentVolume (PV) с PVC, который был запрошен приложением. Контейнер или под, требующий доступ к данным, получает информацию о PV, который необходимо примонтировать.

3. Kubernetes вызывает метод NodePublishVolume в CSI-драйвере. Он отвечает за монтирование тома в файловую систему узла (worker node), на котором запущен под.

При ненадобности хранилища инициируем удаление PVC в Kubernetes. Он включает в себя два этапа: размонтирование тома с узла и полное удаление тома из системы хранения. Kubernetes вызывает NodeUnpublishVolume в CSI-драйвере, чтобы отмонтировать том с узла. CSI-драйвер отправляет команду в эмулятор Swordfish API. Эмулятор Swordfish API устраняет том и освобождает ресурсы: в случае использования файловой системы NFS удаляется запись из /etc/exports и сам каталог на сервере. После этого Kubernetes снимает объект PV, завершая процесс.

Из чего состоит архитектура CSI-драйвера 

Архитектура CSI-драйвера состоит из следующих компонентов:

Config-модуль

Конфигурационный модуль отвечает за корректное чтение и обработку YAML-файла. Для работы необходим конфигурационный файл config.yaml. Чтение и обработка производятся с помощью библиотеки viper. Содержимое config.yaml:

server:

• network_type — тип сетевого взаимодействия (unix или tcp), используемый gRPC-сервером. 

• socket — путь к Unix-сокету или адрес TCP-соединения для запуска CSI-драйвера.

swordfish:

• base_url — базовый URL, по которому драйвер обращается к Swordfish API.

logging:

• level — уровень логирования (debug, info, warn, error), определяет, какие сообщения будут выводиться.

• format — формат логов (json или logfmt), влияет на читаемость и совместимость с системами мониторинга.

Identity-сервис

Identity выполняет роль идентификатора для драйвера — он сообщает Kubernetes и другим внешним системам базовую информацию о плагине, а также подтверждает, что он готов к работе:

GetPluginInfo:

• Отвечает за передачу имени драйвера и его версии.

GetPluginCapabilities:

• Возвращает список возможностей плагина (например, поддержка Controller Service, Volume Expansion и т. д.).

Probe:

• Служит для проверки готовности драйвера. Kubernetes регулярно вызывает этот метод, чтобы убедиться, что компонент живой и исправно работает.

Node-сервис

Сервис отвечает за монтирование и демонтаж томов на уровне узлов Kubernetes. 

Controller-сервис

Controller отвечает за управление жизненным циклом томов на уровне кластера.

Что умеет CSI-драйвер

Создание и удаление томов (Volume Provisioning)

Для достижения корректного Volume Provisioning CSI-драйвер обрабатывает запросы Kubernetes на создание и удаление хранилищ через Controller Service. Метод CreateVolume отправляет HTTP POST-запрос к эмулятору Swordfish:

POST /redfish/v1/Storage/<drive_id>/Volumes

с телом:

{
    "Name": "volume_name",
    "CapacityBytes": 1073741824
}

Метод DeleteVolume удаляет том через HTTP DELETE:

DELETE /redfish/v1/Storage/<drive_id>/Volumes/<volume_id>

Монтирование и размонтирование (Attach/Detach)

Монтирование и размонтирование томов производится так: на этапе запуска пода CSI-драйвер монтирует NFS-директорию в файловую систему узла. При завершении работы Pod-а размонтирует ресурс.

Эта функция реализована так. Метод NodePublishVolume получает из VolumeContext:

• StorageService,

• FileSystem,

• Share.

NodePublishVolume обращается к API:

GET /redfish/v1/StorageServices/FileService/FileSystems/FS1/ExportedFileShares/Share
GET /redfish/v1/Systems/.../EthernetInterfaces/<id>

И получает ответ:

• FileSharePath,

• NFS-server IP.

Далее выполняется команда mount по этим данным:

mount -t nfs <IP>:<path> <target_path>

Для размонтирования NodeUnpublishVolume выполняет команду:

umount <target_path>

Как CSI-драйвер взаимодействует с эмулятором

Для взаимодействия с эмулятором SwordFish используется структура SwordfishClient, где происходит инкапсуляция всех HTTP-запросов к Swordfish Emulator. API вызывается через net/http, структура запроса строится вручную, а тело сериализуется через encoding/json.

Как это можно использовать:

url := fmt.Sprintf("%s/redfish/v1/Storage/%s/Volumes", baseURL, driveID)

В будущем вместо эмулятора будет использоваться настоящее оборудование СХД от вендора (например YADRO, Аквариус, DELL, EMC). Главное условие работы — поддержка Redfish/Swordfish API со стороны хранилища.

CSI-драйвер уже реализует стандартные HTTP-запросы. Благодаря этому можно использовать те же функции: CreateVolume, DeleteVolume,GetFileShare и прочие. Также для работы необходимо заменить base_url в config.yaml.

При переходе с эмулятора на реальное оборудование: не требуется изменений кода (при соблюдений стандарта API) и возможна проверка доступности и аутентификации через TLS или Token.

Реализация драйвера

Логирование и обработка ошибок

Для записи сбоев и отслеживания логов используется библиотека go-kit/log, которая:

• подстраивается под формат (logfmt, json),

• поддерживает уровни логов (debug, info, error),

• выводит время и файл вызова через log.DefaultCaller.

Для обработки ошибок все внешние вызовы (http, exec) обернуты в проверки и сообщения. В случае возникновения ошибки CSI возвращает status.Errorf(...), лог сохраняется с полным сообщением и stack trace.

Автоматизированное тестирование с использованием csi-sanity

После запуска драйвера на unix socket можно выполнить команду csi-sanity:

csi-sanity -csi.endpoint=<путь к сокету>

csi-sanity проверяет обязательные методы: GetPluginInfo, NodePublishVolume, ControllerCreateVolume и т. д.

Тесты подтверждают корректность реализации CSI-спецификации, и их можно использовать в CI/CD-пайплайне для регресс-тестов. 

Сборка CSI-драйвера

Для простоты развертывания и независимости от среды выполнения мы подготовили минимальный Docker-образ для CSI-драйвера. Используется alpine:3.18, который занимает мало места, но при этом предоставляет все необходимые утилиты.

Основные этапы:

• добавление необходимых инструментов (например, ca-certificates для работы с HTTPS),

• копирование готового бинарного файла драйвера (swordfish-csi),

• добавление конфигурационного файла (config.yaml),

• настройка прав на выполнение и установка рабочей директории,

• определение точки входа, которая запускает драйвер с указанной конфигурацией.

Этот Docker-образ позволяет запускать swordfish-csi как отдельный контейнер в Kubernetes.

Чтобы упростить процесс сборки и развертывания драйвера в Kubernetes, мы подготовили автоматизированный скрипт.

Что делает этот скрирт:

• собирает Docker-образ с CSI-драйвером,

• запускает контейнер с драйвером.

• применяет все необходимые манифесты для настройки Kubernetes-окружения,

• выводит статусы компонентов.

Этот скрипт позволяет полностью развернуть CSI-драйвер и проверить его работоспособность в кластере.

Улучшение эмулятора: логика, логи и файловые шары

Для полноценного тестирования CSI-драйвера возможностей созданного сервера-эмулятора оказалось недостаточно. Поэтому мы решили расширить его функциональность и заодно переработать некоторые вещи — в первую очередь валидацию и систему логирования.

Валидация

В старой версии эмулятора не было никаких проверок на наличие ресурса, на который ссылается другой ресурс, — из-за этого ошибка 404 была не редкостью. Чтобы решить проблему, мы добавили проверку ресурсов перед их сохранением в базу. Во время проверки с помощью рефлексии определяется корректность типов данных полей ресурса и наличие всех связанных ресурсов.

Логи

Кроме того, мы переработали систему логирования: появилась возможность конфигурации вывода логов, включая источник (консоль и/или файл) и формат (JSON или текстовый). Также можно настроить ротацию логов, то есть указать максимальный размер файла с логом, их максимальное количество и период, после которого лог будет удален.

Ротация логов предотвращает переполнение диска, а поддержка формата JSON упрощает интеграцию с инструментами мониторинга, например с Grafana. Для реализации логирования использовались slog для вывода логов и lumberjack для ротации:

logger:
  stdout: true
  file: true
  format: "json"
logger-rotation:
  file-name: "./logs/log.log"
  max-size: 10
  max-backups: 5
  max-age: 28
  local-time: true
  compress: true

Ресурсы

Чтобы реализовать создание файловой шары (shares) сервером-эмулятором, нужно было также добавить некоторые ресурсы и их обработчики в соответствии со спецификацией Swordfish:

• StorageService — связывает физические ресурсы (диски, контроллеры) с логическими (тома, файловые системы), агрегирует все компоненты системы хранения (пулы, диски, файловые системы, LUN) в единую логическую единицу и предоставляет API для централизованного управления (например, создание томов, мониторинг).

• FileShare — описывает общий доступ к файловому хранилищу (NFS, SMB/CIFS, S3-совместимые объектные хранилища), включает настройки доступа, квоты и политики безопасности.

• FileSystem — ресурс, представляющий логическую файловую систему (например, NTFS, ext4, XFS), служит прослойкой между физическим хранилищем (дисками, пулами) и точками доступа (FileShare), обеспечивая стандартизированное управление файловыми данными.

• EthernetInterface — ресурс, представляющий физические или виртуальные Ethernet-интерфейсы (NIC, vNIC) систем хранения. Обеспечивает управление сетевыми параметрами, например IP-адресацией (IPv4/IPv6, DHCP/статический), VLAN, MTU, скоростью соединения.

Для создания файловой шары мы остановились на протоколе NFS, для этого нам был нужен NFS-сервер. Чтобы не усложнять проект, использовали nfs-kernel-server и запускали его на одной машине с сервером-эмулятором.

Для работы с NFS-сервером необходимо предоставить клиенту информацию о его IP-адресе. В терминах Swordfish это можно сделать с помощью определенного ранее ресурса EthernetInterface, на который ссылается файловая шара.

Для удобства развертывания сервера-эмулятора мы добавили возможность автоматической инициализации сетевых интерфейсов во время запуска эмулятора. В ходе инициализации создаются экземпляры ресурса EthernetInterface. Это позволяет запускать сервер-эмулятор и сразу создавать экземпляры EthernetInterface, без необходимости что-либо настраивать, а это значительно облегчает развертывание.

После запуска сервера-эмулятора мы получили инициализированные ресурсы EthernetInterface, на которые мы будем ссылаться при создании файловой шары. 

Запрос на создание файловой шары будет выглядеть так:

 POST /redfish/v1/StorageServices/FileService/FileSystems/FS1/ExportedFileShares

{
     "Description": "My File Share.",
     "FileSharePath": "/srv5/nfs_share",
     "FileSharingProtocols": [
          "NFSv4_0"
     ],
     "Name": "MyShare",
     "EthernetInterfaces": {
         "@odata.id": "/redfish/v1/Systems/FileServer/EthernetInterfaces/enp0s3"
       }
 }

Таким образом, мы указываем, что создаваемая шара будет доступна по указанному EthernetInterface. Эту информацию мы используем на стороне клиента при монтировании шары:

mount -t nfs <IP-адрес, полученный от ресурса EthernetInterface>:/data/nfs /mnt

Дополнительно мы реализовали автоматическое размонтирование директории от NFS-сервера при удалении файловой шары. Выполним следующий запрос на заранее созданную файловую шару MyFileShare12:

DELETE /redfish/v1/StorageServices/FileService/FileSystems/FS1/ExportedFileShares/MyFileShare12

Теперь директория удалена из конфигурационного файла /etc/exports и больше не экспортируется NFS-сервером, а ресурс FileShare не существует.

Гибкий доступ: динамическая ролевая модель для сервера Swordfish

Современные системы хранения данных требуют гибких механизмов управления доступом. Мы построили систему на основе RBAC (Role-Based Access Control) с использованием PostgreSQL и JWT — теперь роли и права можно гибко настраивать без перекомпиляции или перезапуска приложения.

Спецификация Swordfish определяет стандартные роли (Administrator, Operator, DevOps, StorageAdmin, CloudAdmin и ReadOnly), но существующие эмуляторы не поддерживают полноценную динамическую модель.

Основные проблемы статического подхода:

• необходимость перезапуска сервера для изменения прав,

• ограниченная масштабируемость (до 100 пользователей),

• отсутствие API для управления пользователями и ролями,

• жесткая привязка прав доступа к коду приложения.

Наш проект решает эти проблемы, предоставляя:

• динамическое управление через REST API,

• поддержку 1000+ пользователей,

• соответствие спецификации Swordfish,

• гибкую систему привилегий с поддержкой OEM-расширений.

Архитектура решения

Система построена по трехуровневой схеме:

1. Транспортный уровень — REST API на Go с использованием Gorilla Mux.

2. Бизнес-логика — сервисы аутентификации и авторизации.

3. Уровень данных — PostgreSQL для хранения информации о пользователях и правах.

Процесс аутентификации и авторизации с использованием JWT и RBAC в системе

Рассмотрим подробнее каждый из компонентов. 

Модуль аутентификации

Реализован на основе JWT (JSON Web Tokens) и обеспечивает:

• Безопасную идентификацию пользователей.

• Ограничение времени жизни токенов (24 часа).

• Защиту паролей с помощью bcrypt.

• Автоматическую очистку устаревших сессий.

Как работает процесс аутентификации:

• Пользователь отправляет POST /redfish/v1/SessionService/Sessions.

• Сервер проверяет учетные данные.

• Создается JWT-токен с claims (ID пользователя, роль, срок действия).

Последовательность аутентификации: процесс получения JWT-токена клиентом через API, обработчик сессий и сервис аутентификации

Ролевая модель (RBAC)

Полностью соответствует спецификациям Swordfish и Redfish, поддерживая:

• Стандартные роли (Administrator, Operator, StorageAdmin, CloudAdmin, DevOps, ReadOnly).

• OEM-привилегии производителей.

• Динамическое управление правами через REST API.

• Переопределения прав для отдельных свойств ресурсов.

База данных

Мы разработали схему БД PostgreSQL, включающую следующие ключевые таблицы:

• role — хранит информацию о ролях,

• privilege — определяет привилегии,

• role_privilege — связывает роли с привилегиями,

• operation_privilege — определяет привилегии для операций,

• user_account — содержит данные пользователей,

• session — хранит активные сессии.

Схема базы данных PostgreSQL для управления пользователями, ролями и привилегиями

Проверка прав

Процесс проверки прав состоит из следующих шагов:

1. Middleware извлекает JWT и проверяет подпись.

2. Определяет требуемые привилегии для запрашиваемого ресурса.

3. Проверяет права пользователя через БД.

Пример корректного ответа сервера-эмулятора при наличии прав доступа у пользователя к хранилищу

Для обеспечения высокой производительности мы реализовали кэширование решений о доступе. Для потокобезопасного хранения используется sync.Map, где ключом служит комбинация ID пользователя и списка привилегий. При изменении прав кэш автоматически очищается. 

Реализованная динамическая ролевая модель расширяет возможности сервера-эмулятора Swordfish, делая его более удобным инструментом для тестирования Ansible-модулей и других клиентов СХД.

Пример работы

В планах развития внедрение двухфакторной аутентификации, добавление OEM-привилегий для специфических СХД и интеграция с внешними системами аутентификации (LDAP, OAuth2).

Где и как использовать это решение

Чтобы воспользоваться Swordfish‑CSI, необходимо собрать проект, подготовить окружение с Kubernetes (Minikube), Docker и NFS‑сервером, а затем задеплоить эмулятор и CSI‑драйвер.

Требования: 

• kubectl: Client Version v1.28.2.

• Minikube: v1.35.0.

• Docker: Version 28.0.4 (API version 1.48).

• NFS‑сервер (для хранения PV/PVC).

• Git (для клонирования репозиториев).

Проверка инструментов

Необходимо выполнить команды kubectl version --client, minikube version, docker version.

Настройка NFS

Скрипт setup_nfs.sh: 

• Настройка статического IP на интерфейсе хоста.

• Установка и запуск NFS‑сервера.

• Настройка экспорта папки /srv/nfs_share для указанной подсети.

• Конфигурация фаервола (UFW) для доступа по NFS.

Сценарий сборки и запуска

Клонировать репозитории:

git clone [e-mail]:IgorNikiforov/swordfish-emulator-go.git
git clone https://gitlab.com/swordfish-csi-dev-team/swordfish-csi.git

• Эмулятор Swordfish: swordfish-emulator-go. 

• CSI‑драйвер Swordfish: swordfish-csi.

Перейти в директорию swordfish-csi и запустить скрипт сборки и развертывания:

cd swordfish-csi
chmod +x deploy/deploy_csi_driver_from_rep.sh
 ./deploy/deploy_csi_driver_from_rep.sh

Убедиться, что создан config.yaml в корне или скопировать его из образца:

server:

network_type: "unix"
socket: "/var/lib/kubelet/plugins/swordfish-csi/csi.sock"

swordfish:

base_url: "http://localhost:8080"

logging:

level: "info"
format: "json"

Настроить и запустить NFS-сервер (если требуется вручную):

chmod +x setup_nfs.sh
sudo ./setup_nfs.sh

Запустить эмулятора Swordfish:

cd swordfish-emulator-go
make start

Проверить статус ресурсов:

kubectl get pods -n kube-system
kubectl get pv
kubectl get pvc

При необходимости задеплоить тестовый под:

kubectl apply -f examples/pod.yaml

Тестовый под должен создать тестовое окружение, в котором можно будет провести сценарий работы драйвера и эмулятора как СХД. На хостовой машине в файловой шаре должны будут добавляться файлы, которые мы прокидываем в поде.

Описание YAML‑манифестов

• rbac.yaml
  Настраивает сервисный аккаунт, ClusterRole с правами управления PV, PVC, nodes, secrets и ресурсами storage.k8s.io, а также ClusterRoleBinding.

• swordfish.yaml
  Деплой CSI‑драйвера в namespace kube-system:

  — контейнер swordfish-csi (основной), csi-provisioner, csi-attacher, csi-resizer, liveness-probe,

  — монтирование каталога плагина и конфигурации через ConfigMap.

• pv.yaml и pvc.yaml
  Создают PersistentVolume объемом 1 Gi и PersistentVolumeClaim, запрашивающий этот объем из storageClass: swordfish-csi.

• pod.yaml
  Тестовый под с контейнером Nginx, монтирующий PVC в /usr/share/nginx/html.

• storage_class.yaml
  Определяет StorageClass swordfish-csi с provisioner swordfish-csi, политикой Retain и Immediate binding.

Скрипты

• setup_nfs.sh
  Скрипт для настройки статического IP, установки и конфигурации NFS‑сервера и фаервола.

• deploy_csi_driver_from_rep.sh
  
  Автоматизация:

1. Клонирование CSI‑репозитория и чек-аут нужной ветки.

2. Сборка и запуск Docker‑образа драйвера.

3.  Применение YAML‑манифестов (rbac, deployment, PV/PVC).

4. Создание ConfigMap из config.yaml.

5. Проверка статуса Pod, PV и PVC.

Dockerfile и конфигурация

• Dockerfile
  Двухэтапная сборка: компиляция Go‑бинаря и финальный Alpine‑образ с конфигом.

• config.yaml
  Параметры:

  • тип сети и путь к CSI‑сокету,

  • URL эмулятора Swordfish,

  • уровень и формат логирования.

Эмулятор

nfs_setup.sh

Скрипт проверяет root‑привилегии, устанавливает nfs-kernel-server, задает права на экспорт и добавляет пользователя в группу sudo.

После выполнения всех шагов окружение будет готово: развернут NFS‑сервер, запущен эмулятор и CSI‑драйвер Swordfish, а также созданы PV, PVC и тестовый под с монтированным хранилищем.

Собираем в контейнер emulator и driver, загружаем в Minicube.

minikube image load swordfish-emulator:latest
minikube image load swordfish-csi:latest

bash ./deploy_csi_driver.sh

Далее для ручного тестирования драйвера заходим в него:

kubectl exec -it swordfish-csi-6bcd8867b5-7lbqj -n kube-system -- sh
/etc/swordfish # apk add curl

/etc/swordfish # curl -sSL "https://github.com/fullstorydev/grpcurl/releases/download/v1.8.9/grpcurl_1.8.9_linux_x86_64.tar.gz" | tar -xz -C /usr/local/bin

Вызов CreateVolume:

grpcurl -d '{"name":"demo-vol","capacityRange":{"requiredBytes":1073741824},"parameters":{"drive_id":"IPAttachedDrive1"},"volumeCapabilities":[{"accessMode":{"mode":"SINGLE_NODE_WRITER"},"mount":{"fsType":"ext4"}}]}' -plaintext -unix /var/lib/kubelet/plugins/swordfish-csi/csi.sock csi.v1.Controller/CreateVolume

Вызов ControllerPublishVolume:

/etc/swordfish # grpcurl -plaintext -unix -d '{"volume_id":"hFBQva", "node_id":"hFBQva"}' /var/lib/kubelet/plugins/swordfish-csi/csi.sock csi.v1.Controller/ControllerPublishVolume

# {}

Вызов ControllerUnpublishVolume:

/etc/swordfish # grpcurl -plaintext -unix -d '{"volume_id":"hFBQva", "node_id":"hFBQva"}' /var/lib/kubelet/plugins/swordfish-csi/csi.sock csi.v1.Controller/ControllerUnpublishVolume

# {}

Вместо заключения

Итак, мы разработали полноценную связку:

• CSI-драйвер для Kubernetes, поддерживающий спецификацию Swordfish API.

• Сервер-эмулятор Swordfish, позволяющий тестировать работу с СХД без реального оборудования.

CSI-драйвер поддерживает все базовые операции с томами, включая их создание, удаление, монтирование и размонтирование. Благодаря интеграции со Swordfish API управление хранилищем осуществляется через единый стандартизированный интерфейс. Поддержка NFS позволяет удобно подключать сетевое хранилище к Kubernetes-приложениям. Кроме того, мы реализовали систему логирования и обработки ошибок, что значительно повышает стабильность работы и облегчает отладку.

Для проверки работоспособности решения мы проведены тесты с использованием утилиты csi-sanity, которые подтвердили соответствие CSI-драйвера официальной спецификации. Также развернули полноценное Kubernetes-окружение для демонстрации и отладки, что позволило на практике оценить интеграцию с эмулятором Swordfish. Кроме того, подготовили Docker-образы и скрипты, обеспечивающие быстрое развертывание и запуск системы в тестовой среде.

В планах — еще больше возможностей: добавить динамическое управление доступом (RBAC) для авторизации в СХД, реализовать эту модель прямо в эмуляторе — с полноценной валидацией прав и расширить поддержку новых типов хранилищ в рамках спецификации Swordfish. Кроме того, мы адаптируем CSI-драйвер под разные протоколы подключения и проверим совместимость с реальными СХД от разных вендоров.

С исходным кодом проектов можно ознакомиться по ссылкам: Swordfish Emulator Go и Swordfish CSI.