Imagens de nó

Nesta página, descrevemos as imagens de nó disponíveis para os nós do Google Kubernetes Engine (GKE).

Os nós do GKE Autopilot sempre usam o Container-Optimized OS com o containerd (cos_containerd), que é o sistema operacional de nós recomendado. Se você usa o GKE Standard, é possível escolher a imagem do sistema operacional que é executada em cada nó durante a criação do cluster ou pool de nós. Também é possível fazer upgrade de um cluster Standard já existente para usar uma imagem de nó diferente. Para instruções sobre como configurar a imagem de nó, consulte Como especificar uma imagem de nó.

Imagens de nó disponíveis

O GKE oferece as seguintes opções de imagem de nó por SO para o cluster:

SO Imagens de nó
Container-Optimized OS
Ubuntu
Windows Server

Container-Optimized OS

As imagens de nó do Container-Optimized OS do Google são baseadas em uma versão recente do kernel do Linux e otimizadas para melhorar a segurança do nó. As imagens do Container-Optimized OS são apoiadas por uma equipe do Google que pode corrigir rapidamente as imagens por segurança e iterar os recursos. A imagem do Container-Optimized OS oferece melhor suporte, segurança e estabilidade do que as outras.

Para informações sobre o projeto e a família de imagens, consulte Projetos de origem de imagens do nó.

Variantes do Container-Optimized OS

São oferecidos dois ambientes de execução com o Container-Optimized OS. As imagens são as mesmas, exceto a escolha do ambiente de execução de contêiner.

  • Container-Optimized OS com containerd (cos_containerd): a imagem cos_containerd usa o containerd como o ambiente de execução de contêiner integrado diretamente ao Kubernetes. Os clusters do GKE Autopilot sempre usam essa imagem. Para mais informações, consulte Imagens de nó em contêiner.
  • Container-Optimized OS com Docker (cos): a imagem cos usa o ambiente de execução de contêiner do Docker.

Ubuntu

A imagem de nó do Ubuntu foi validada em relação aos requisitos de imagem de nó do GKE. Será preciso usar a imagem de nó do Ubuntu se os nós exigirem compatibilidade com os pacotes XFS, CephFS ou Debian.

Para informações sobre o projeto e a família de imagens, consulte Suporte aos recursos de acordo com o sistema operacional.

Variantes do Ubuntu

São oferecidos dois ambientes de execução de contêiner com o Ubuntu. As imagens são as mesmas, exceto a escolha do ambiente de execução de contêiner.

  • Ubuntu com containerd (ubuntu_containerd): a imagem ubuntu_containerd usa containerd como o ambiente de execução de contêiner. Para mais informações, consulte Imagens de nó em contêiner.

  • Ubuntu com Docker (ubuntu): a imagem ubuntu usa o Docker como o ambiente de execução do contêiner.

Windows Server

Ao criar um cluster usando pools de nós do Windows Server, é possível usar uma imagem de nó de Canal Semestral (SAC, na sigla em inglês) ou de Canal de Manutenção de Longo Prazo (LTSC, na sigla em inglês). Todas as imagens de nó do Windows são imagens do Windows Server Datacenter Core. Um único cluster pode ter vários pools de nós do Windows Server usando diferentes versões do Windows Server, mas cada pool de nós individual só pode usar uma versão do Windows Server. Para mais informações, consulte Escolher a imagem de nó do Windows.

Dois tempos de execução de contêiner são oferecidos com as imagens de nó LTSC e SAC do Windows Server: Docker e Containerd. As imagens são as mesmas, exceto a escolha do ambiente de execução de contêiner.

  • Imagens de ambiente de execução containerd (disponíveis na versão 1.21 e posteriores do GKE):

    • Windows Server LTSC com containerd (windows_ltsc_containerd): a imagem windows_ltsc_containerd usa o containerd como o ambiente de execução de contêiner. Atualmente, esse tipo de imagem é mapeado para duas imagens de nó: Windows Server 2022 e Windows Server 2019. É possível criar pools de nós LTSC2022 do Windows usando o comando da CLI com a sinalização windows-os-version.

      Para mais informações sobre como criar pools de nós do Windows Server 2022, consulte Criar pools de nós do Windows.

      Para mais informações sobre imagens de nó containerd, consulte Imagens de nó containerd.

    • Windows Server SAC com containerd (windows_sac_containerd): a imagem windows_sac_containerd usa o containerd como o ambiente de execução do contêiner.

      Para mais informações, consulte Imagens de nó em containerd.

  • Imagens de ambiente de execução do Docker (disponíveis na versão 1.16 e posteriores do GKE):

    • Windows Server LTSC com Docker (windows_ltsc): a imagem windows_ltsc usa o Docker como o ambiente de execução do contêiner.
    • Windows Server SAC com Docker (windows_sac): a imagem windows_sac usa o Docker como o ambiente de execução do contêiner.

Para informações sobre o projeto e a família de imagens, consulte Suporte aos recursos de acordo com o sistema operacional.

Comparação de imagens de nós do Linux

As seções a seguir comparam os aspectos operacionais das imagens de nó do Container-Optimized OS e do Ubuntu, incluindo:

  • Gerenciamento de pacotes de software
  • Inicialização do sistema
  • Coleta de registros
  • Layout do sistema de arquivos
  • Compatibilidade com driver de armazenamento

Gerenciador de pacotes de software

As imagens de nó cos e cos_containerd usam um sistema de arquivos raiz mínimo com suporte integrado para o ambiente de execução de contêiner do Docker (containerd). Ele também funciona como gerenciador de pacotes para instalar softwares no host. A imagem do Ubuntu usa o gerenciador de pacotes APT.

Como gerenciar software no Container-Optimized OS

A imagem do Container-Optimized OS não inclui um software de gerenciamento de pacotes, como o apt-get. Não é possível instalar softwares arbitrários nos nós usando mecanismos convencionais. Na verdade, você precisa criar uma imagem de contêiner que tenha o software necessário.

Em clusters padrão apenas para fins de depuração, o Container-Optimized OS inclui o CoreOS Toolbox para instalar e executar ferramentas de depuração comuns, como ping e psmisc. ou pstree. Para mais informações sobre a depuração dos nós do Container-Optimized OS, consulte os guias de instruções do Container-Optimized OS.

Como gerenciar software no Ubuntu

A imagem do Ubuntu usa o gerenciador de pacotes APT. Use o comando apt-get para instalar pacotes nessas imagens. Por exemplo, para instalar pacotes ceph:

sudo apt-get update
sudo apt-get install ceph

Inicialização do sistema

As imagens de nó do Ubuntu e do Container-Optimized OS usam o systemd para gerenciar recursos e serviços do sistema durante o processo de inicialização dele.

As duas imagens de nó usam arquivos de serviço systemd para definir services no nó e também systemd.targets para agrupar destinos de inicialização por meio de dependências (páginas em inglês).

Coleta de registros

As imagens de nó do Ubuntu e do Container-Optimized OS usam systemd-journald (em inglês) para coletar registros de todo o sistema.

Como exibir registros no Container-Optimized OS e no Ubuntu

Para ver registros em um nó com a imagem do Ubuntu ou do Container-Optimized OS, é preciso usar o comando journalctl (em inglês). Por exemplo, para ver registros do daemon containerd:

sudo journalctl -u containerd

Para ver registros do kubelet:

sudo journalctl -u kubelet

Layout do sistema de arquivos

A imagem de nó do Ubuntu usa o layout padrão do sistema de arquivos do Linux.

O layout do sistema de arquivos de imagem de nó do Container-Optimized OS é otimizado para melhorar a segurança do nó. O espaço do disco de inicialização foi dividido em três tipos de partições:

  • partição raiz, que é montada como somente leitura
  • partições com estado, que podem ser gravadas e têm estado
  • partições sem estado, que podem ser gravadas, mas o conteúdo não permanece durante as reinicializações

Ao usar o Container-Optimized OS, fique atento ao particionamento se você executar serviços próprios com certas expectativas sobre o layout do sistema de arquivos fora dos contêineres.

Como trabalhar com o sistema de arquivos do Container-Optimized OS

Na lista a seguir, mostramos os caminhos no sistema de arquivos de imagem do node do Container-Optimized OS, juntamente com as propriedades e o uso recomendado:

Caminho Propriedades Finalidade
/
  • somente leitura
  • executável
 O sistema de arquivos raiz é ativado como somente leitura para manter a integridade. O kernel verifica a integridade do sistema de arquivos raiz durante a inicialização e se recusa a inicializar em caso de erros.
/home
/var
  • gravável
  • não executável
  • com estado
 Esses caminhos visam armazenar dados que permanecem durante todo o período do disco de inicialização. Eles são montados a partir de /mnt/stateful_partition.
/var/lib/google
/var/lib/docker
/var/lib/toolbox
  • gravável
  • executável
  • com estado
 Esses caminhos são diretórios de trabalho para pacotes do Compute Engine (como o serviço de gerente de contas), Docker e Toolbox, respectivamente.
/var/lib/cloud
  • gravável
  • executável
  • sem estado
  • tmpfs
 Esse caminho é o diretório de trabalho do pacote cloud-init.
/etc
  • gravável
  • executável
  • sem estado
  • tmpfs
 Geralmente mantém sua configuração. Por exemplo, os serviços do systemd definidos por meio do cloud-init. É recomendável registrar o estado pretendido das instâncias no cloud-init, já que o cloud-init é aplicado quando uma instância é criada ou reinicializada.
/tmp
  • gravável
  • não executável
  • sem estado
  • tmpfs
 Normalmente é usado como um espaço de rascunho. Não o use para armazenar dados persistentes.
/mnt/disks
  • gravável
  • executável
  • sem estado
  • tmpfs
 É possível montar discos permanentes nos diretórios em /mnt/disks.

Compatibilidade com driver de armazenamento

Cada imagem do node difere nos tipos de plug-ins de armazenamento com os quais é compatível. Os termos a seguir são usados para descrever a compatibilidade de uma imagem do node com determinado driver de armazenamento:

  • sim - teste/suporte total: este plug-in de armazenamento tem suporte total e foi completamente testado com a imagem de nó especificada.
  • Sim — teste limitado: este plug-in de armazenamento funciona com a imagem de nó especificada, mas foi testado apenas de maneira limitada. Talvez haja algum comportamento inesperado. Para o Container-Optimized OS, esses plugins serão testados e totalmente compatíveis.
  • Não compatível: este plug-in de armazenamento não foi testado nem usado com a imagem de nó especificada, e o GKE não oferece nenhuma garantia de funcionalidade. Não há planos de testá-lo.
  • Não: este plug-in de armazenamento não funciona com a imagem de nó especificada devido a uma limitação inerente ao SO do nó ou ao Google Cloud.

A matriz a seguir descreve como cada imagem de nó do GKE é compatível com alguns plug-ins de armazenamento comuns.

Tipo de volume Funciona no Container-Optimized OS (cos)? Ele funciona no Ubuntu?
Compute Engine
Disco permanente (EXT4 ou XFS)		 Sim: totalmente testado/compatível
(O XFS é compatível somente com o cos-85 e posterior.) Consulte as notas da versão do GKE 		Sim - teste/suporte total
NFSv3 Sim — totalmente testado/compatível Sim — totalmente testado/compatível
NFSv4 Sim — totalmente testado/compatível Sim — totalmente testado/compatível
CephFS Não Sim – teste limitado
O driver não é instalado por padrão. Você precisa instalar o cliente ceph, de preferência por meio do DaemonSet.
Cinder Não Não
Fibre Channel Não Não
Flocker Incompatível Incompatível
iSCSI Não Não
RBD Não Não

Modificações na VM do nó

As modificações no disco de inicialização da VM do nó não são mantidas na recriação dos nós. Eles são recriados durante upgrades manuais, upgrades automáticos, reparos automáticos e escalonamentos automáticos. Além disso, os nós são recriados quando você ativa um recurso que exija esse processo, como o GKE Sandbox, a visibilidade intranós e os nós protegidos.

Para manter as modificações durante a recriação dos nós, DaemonSet.

Não é recomendável gerenciar softwares importantes fornecidos por uma imagem de nó, como o kernel ou o ambiente de execução do contêiner, seja o containerd ou o docker. As imagens de nó são amplamente testadas, e a modificação de softwares importantes fornecidos nelas coloca o nó em um estado desconhecido e não testável. Os nós do GKE Autopilot não permitem a modificação do software do nó.

Mapear versões de imagem de nó do Container-Optimized OS para versões de patch do GKE

O GKE publica um mapeamento JSON de versões de patch do GKE para as versões de imagem do nó do Container-Optimized OS:

É possível usar esse mapeamento para fazer upgrade para uma versão específica do GKE para conseguir uma versão de imagem específica. Por exemplo, se o cluster precisar de um determinado recurso ou correção de uma versão de imagem, é possível encontrar o mapeamento e fazer o upgrade do cluster para uma versão específica do GKE para obter a versão de imagem do Container-Optimized OS com as alterações. Para mais informações sobre para versões de imagem do Container-Optimized OS, consulte as notas de lançamento do Container-Optimized OS.

Em média, esta lista é atualizada toda semana. Para conferir a atualização das informações, consulte o campo creation_time no arquivo JSON.

Notas de lançamento das imagens de nós

Container-Optimized OS

O Google oferece uma documentação abrangente para o Container-Optimized OS:

Ubuntu

Periodicamente, o Google atualiza as imagens do Ubuntu que estão disponíveis para uso em nós de clusters. Consulte as Notas de lançamento do GKE para saber mais sobre essas atualizações, incluindo um link para um manifesto que lista os pacotes instalados por padrão.

Problemas conhecidos

Redefinição de conexão aleatória em nós do GKE usando o SO Container-Optimized com o ambiente de execução do Docker

O nó do GKE que usa o SO Container-Optimized com Docker (cos) pode passar por redefinições de conexão TCP aleatória quando dois pods no mesmo nó se comunicam usando um serviço ClusterIP do Kubernetes.

As seguintes versões do GKE são afetadas:

  • 1.20.5-gke.100 ou mais recente

Para resolver o problema, use uma das seguintes opções:

Projetos de origem da imagem do nó

As imagens de nó disponíveis para clusters do GKE estão localizadas nos seguintes projetos de origem:

  • Imagens do Container-Optimized OS: gke-node-images
  • Imagens do Ubuntu: ubuntu-os-gke-cloud
  • Imagens do Windows Server: gke-windows-node-images

Além dos projetos de origem listados acima, o GKE também usa os seguintes projetos de origem para uso exclusivo pela equipe do GKE:

  • ubuntu-os-gke-cloud-private (reservado para uso exclusivo pela equipe do GKE)
  • ubuntu-os-gke-cloud-devel (reservado para uso exclusivo pela equipe do GKE)

Talvez você precise saber os nomes dos projetos de origem ao configurar clusters altamente seguros. Os projetos de origem listados estão sujeitos a alterações.

A seguir