Desplegar TimesFM en GDC Sandbox

El modelo TimesFM de Google Research es un modelo fundacional para la previsión de series temporales que se ha preentrenado con miles de millones de puntos temporales de muchos conjuntos de datos del mundo real, por lo que puedes aplicarlo a nuevos conjuntos de datos de previsión en muchos dominios.

En esta guía se muestra cómo desplegar TimesFM en el sandbox de GDC y se describen los siguientes objetivos.

  • Crea un contenedor Docker que ejecute TimesFM.
  • Despliega el contenedor con las GPUs proporcionadas por la SKU optimizada para IA de GDC Sandbox.
  • Invoca funciones de TimesFM mediante solicitudes HTTP sencillas.

Antes de empezar

Las GPUs de GDC Sandbox se incluyen en el clúster org-infra.

  • Para ejecutar comandos en el clúster de infraestructura de la organización, asegúrate de tener el archivo kubeconfig del clúster org-1-infra, tal como se describe en Trabajar con clústeres:

    • Configurar y autenticar con la línea de comandos gdcloud
    • Genera el archivo kubeconfig del clúster de infraestructura de la organización y asigna su ruta a la variable de entorno KUBECONFIG.
  • Asegúrate de que el usuario tenga asignado el rol sandbox-gpu-admin en el proyecto sandbox-gpu-project. De forma predeterminada, el rol se asigna al usuario platform-admin. Para asignar el rol a otros usuarios, inicia sesión como platform-admin y ejecuta el siguiente comando:

    kubectl --kubeconfig ${KUBECONFIG} create rolebinding ${NAME} --role=sandbox-gpu-admin \
    --user=${USER} --namespace=sandbox-gpu-project
    
  • Configura el repositorio de Artifact Registry tal como se describe en el artículo Usar Artifact Registry e inicia sesión para poder enviar y extraer imágenes del registro de artefactos.

Desplegar el modelo TimesFM

El despliegue se coordina mediante un conjunto de archivos de configuración de Kubernetes (manifiestos YAML), cada uno de los cuales define un componente o servicio específico.

  1. Crea una secuencia de comandos de Python basada en Flask app.py con funciones predict para hacer previsiones de series temporales y timeseries para generar una visualización basada en los datos de prueba.

      from flask import Flask, jsonify, request
      import numpy as np
      import pandas as pd
      from sklearn.preprocessing import StandardScaler
    
      # Initialize Flask application
      app = Flask(__name__)
    
      # Sample route to display a welcome message
      @app.route('/')
      def home():
          return "Welcome to TimesFM! Use the API to interact with the app."
    
      # Example route for predictions (TimesFM might do time-series forecasting or music recommendations)
      @app.route('/predict', methods=['POST'])
      def predict():
          data = request.get_json()
    
          # Ensure the data is in the right format
          if 'features' not in data:
              return jsonify({'error': 'No features provided'}), 400
    
          # For this example, assume 'features' is a list of numbers that need to be scaled
          features = data['features']
          features = np.array(features).reshape(1, -1)
    
          # Dummy model: Apply standard scaling (you would use an actual model here)
          scaler = StandardScaler()
          scaled_features = scaler.fit_transform(features)
    
          # You would normally load your model here (e.g., using pickle or joblib)
          # For simplicity, let's just return the scaled features as a placeholder for prediction
          result = scaled_features.tolist()
    
          return jsonify({'scaled_features': result})
    
      # Example of a route for data visualization or analysis
      @app.route('/timeseries', methods=['GET'])
      def timeseries_analysis():
          # Generate a dummy time series data (replace with actual data)
          time_series_data = pd.Series(np.random.randn(100), name="Random Data")
    
          # Example analysis: compute simple moving average
          moving_avg = time_series_data.rolling(window=10).mean()
    
          return jsonify({
              'time_series': time_series_data.tolist(),
              'moving_average': moving_avg.tolist()
          })
    
      # Run the app
      if __name__ == '__main__':
          app.run(debug=True, host='0.0.0.0', port=5000)
    
  2. Crea un Dockerfile con timesfm instalado invocando la aplicación.

     # Use a base image with Python installed
     FROM python:3.11-slim
     # Set the working directory inside the container
     WORKDIR /app
     # Copy the requirements.txt (if any) and install dependencies
     COPY requirements.txt .
     RUN pip install --no-cache-dir numpy pandas timesfm huggingface_hub jax pytest flask scikit-learn
    
     # Copy the rest of the code into the container
     COPY . .
    
     # Expose the necessary port (default 5000 or whatever your app uses)
     EXPOSE 5000
    
     # Define the entrypoint for the container
     CMD ["python", "app.py"] # Replace with the correct entry script for TimesFM
    
  3. Crea la imagen de Docker y súbela al repositorio de Artifact Registry.

    docker build -t timesfm .
    docker tag timesfm "REGISTRY_REPOSITORY_URL"/timesfm:latest
    docker push "REGISTRY_REPOSITORY_URL"/timesfm:latest
    

    Haz los cambios siguientes:

    • REGISTRY_REPOSITORY_URL: URL del repositorio.
  4. Crea un secreto para guardar las credenciales de Docker.

    
    export SECRET="DOCKER_REGISTRY_SECRET"
    export DOCKER_TEST_CONFIG=~/.docker/config.json 
    kubectl --kubeconfig ${KUBECONFIG} create secret docker-registry ${SECRET} --from-file=.dockerconfigjson=${DOCKER_TEST_CONFIG} -n sandbox-gpu-project
    

    Haz los cambios siguientes:

    • DOCKER_REGISTRY_SECRET Nombre del secreto.
  5. Crea un archivo timesfm-deployment.yaml para implementar timesfm.

    El despliegue del servidor timesfm solicita una GPU.

    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: timesfm-deployment
      namespace: sandbox-gpu-project
      labels:
        app: timesfm
    spec:
      replicas: 1 # You can scale up depending on your needs
      selector:
        matchLabels:
          app: timesfm
      template:
        metadata:
          labels:
            app: timesfm
        spec:
          containers:
          - name: timesfm
            image: REGISTRY_REPOSITORY_URL/timesfm:latest
            ports:
            - containerPort: 5000
            resources:
              requests:
                nvidia.com/gpu-pod-NVIDIA_H100_80GB_HBM3: 1  # Request 1 GPU
              limits:
                nvidia.com/gpu-pod-NVIDIA_H100_80GB_HBM3: 1  # Limit to 1 GPU
            env:
            - name: ENV
              value: "production"
          imagePullSecrets:
          - name: docker-registry-secret
    

    Haz los cambios siguientes:

    • REGISTRY_REPOSITORY_URL: URL del repositorio.
    • DOCKER_REGISTRY_SECRET: nombre del secreto de Docker.
  6. Crea un archivo timesfm-service.yaml para exponer el servidor timesfm internamente.

    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: timesfm-service
    spec:
      selector:
        app: timesfm
      ports:
        - protocol: TCP
          port: 80 # External port exposed
          targetPort: 5000 # Internal container port for Flask
      type: LoadBalancer # Use NodePort for internal access
    
  7. Aplica los archivos de manifiesto.

    kubectl --kubeconfig ${KUBECONFIG} apply -f timesfm-deployment.yaml
    kubectl --kubeconfig ${KUBECONFIG} apply -f timesfm-service.yaml
    
  8. Asegúrate de que los pods de TimesFM se estén ejecutando.

    kubectl --kubeconfig ${KUBECONFIG} get deployments timesfm-deployment -n sandbox-gpu-project
    kubectl --kubeconfig ${KUBECONFIG} get service timesfm-service -n sandbox-gpu-project
    
  9. Crea una política de red de proyecto para permitir el tráfico entrante de direcciones IP externas.

    kubectl --kubeconfig ${KUBECONFIG} apply -f - <<EOF
    apiVersion: networking.global.gdc.goog/v1
    kind: ProjectNetworkPolicy
    metadata:
      namespace: sandbox-gpu-project
      name: allow-inbound-traffic-from-external
    spec:
      policyType: Ingress
      subject:
        subjectType: UserWorkload
      ingress:
      - from:
        - ipBlock:
            cidr: 0.0.0.0/0
    EOF
    
  10. Identifica la IP externa del servicio TimesFM ejecutando el siguiente comando. Anota este valor para usarlo en pasos posteriores, donde lo sustituirás por TIMESFM_END_POINT.

      kubectl --kubeconfig ${KUBECONFIG} get service timesfm-service \
            -n sandbox-gpu-project -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[*].ip}'
    

Prueba el servicio.

  1. Para obtener una predicción, envía datos al servicio mediante un comando curl. Sustituye TIMESFM_END_POINT por la dirección real del servicio y por los valores de entrada de las características. De esta forma, se invoca la función predict definida en app.py, que manipulará los datos de entrada y los devolverá en formato JSON.

    curl -X POST http://TIMESFM_END_POINT/predict -H "Content-Type: application/json" -d '{"features": [1.2, 3.4, 5.6]}'
    
  2. Envía una solicitud curl a /timeseries para ver un ejemplo de visualización de datos con datos generados aleatoriamente. De esta forma, se invoca la función de serie temporal definida en app.py, que genera una serie temporal aleatoria y realiza un análisis de media móvil en ella.

    curl http://TIMESFM_END_POINT/timeseries