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Pianifica le dimensioni dei nodi GKE Standard

Standard

Questa pagina descrive come pianificare le dimensioni dei nodi nei pool di nodi Standard di Google Kubernetes Engine (GKE) per ridurre il rischio di interruzioni dei carichi di lavoro e terminazioni al di fuori delle risorse. Questa pianificazione non è necessaria in GKE Autopilot perché Google gestisce i nodi per te.

Vantaggi dei nodi di dimensioni giuste

Garantire che i nodi abbiano le dimensioni corrette per supportare i carichi di lavoro e gestire i picchi di attività offre vantaggi quali:

Migliore affidabilità dei carichi di lavoro grazie a un rischio ridotto di eliminazione dalle risorse.
Scalabilità migliorata per la scalabilità dei carichi di lavoro durante periodi di traffico elevato.
Costi inferiori perché i nodi non sono troppo grandi per le tue esigenze, il che potrebbe comportare uno spreco di risorse.

Risorse allocabili dei nodi

I nodi GKE eseguono componenti di sistema che ne consentono il funzionamento all'interno del cluster. Questi componenti utilizzano le risorse dei nodi, come CPU e memoria. Potresti notare una differenza tra le risorse totali del nodo, basate sulle dimensioni della macchina virtuale (VM) sottostante di Compute Engine, e le risorse disponibili per i carichi di lavoro GKE di richiesta. Questa differenza è che GKE riserva una quantità predefinita di risorse per la funzionalità del sistema e l'affidabilità dei nodi. Lo spazio su disco che GKE prenota per le risorse di sistema varia in base all'immagine del nodo. Le risorse rimanenti disponibili per i tuoi carichi di lavoro sono chiamate risorse allocabili.

Quando definisci i pod in un manifest, puoi specificare richieste e limiti di risorse nella specifica dei pod. Quando GKE posiziona i pod su un nodo, il pod richiede le risorse specificate dalle risorse allocabili sul nodo. Quando pianifichi le dimensioni dei nodi nei pool di nodi, devi considerare quante risorse devono essere necessarie per il corretto funzionamento dei carichi di lavoro.

Controlla le risorse allocabili su un nodo

Per ispezionare le risorse allocabili su un nodo esistente, esegui questo comando:

kubectl get node NODE_NAME \
    -o=yaml | grep -A 7 -B 7 capacity

Sostituisci NODE_NAME con il nome del nodo.

L'output è simile al seguente:

allocatable:
  attachable-volumes-gce-pd: "127"
  cpu: 3920m
  ephemeral-storage: "47060071478"
  hugepages-1Gi: "0"
  hugepages-2Mi: "0"
  memory: 13498416Ki
  pods: "110"
capacity:
  attachable-volumes-gce-pd: "127"
  cpu: "4"
  ephemeral-storage: 98831908Ki
  hugepages-1Gi: "0"
  hugepages-2Mi: "0"
  memory: 16393264Ki
  pods: "110"

In questo output, i valori nella sezione allocatable sono le risorse allocabili sul nodo. I valori nella sezione capacity corrispondono alle risorse totali sul nodo. Le unità di archiviazione temporanea sono byte.

Prenotazioni di risorse GKE

GKE prenota quantità specifiche di risorse di memoria e CPU sui nodi in base alla dimensione totale della risorsa disponibile sul nodo. I tipi di macchine più grandi eseguono più container e pod, quindi la quantità di risorse prenotabili da GKE viene scalata per le macchine più grandi. I nodi Windows Server richiedono anche più risorse rispetto ai nodi Linux equivalenti, per tenere conto dell'esecuzione del sistema operativo Windows e dei componenti di Windows Server che non possono essere eseguiti nei container.

Prenotazioni di memoria e CPU

Le seguenti sezioni descrivono le prenotazioni di memoria e CPU predefinite in base al tipo di macchina.

Prenotazioni di memoria

Per le risorse di memoria, GKE prenota quanto segue:

255 MiB di memoria per macchine con meno di 1 GiB di memoria
25% dei primi 4 GiB di memoria
20% dei successivi 4 GiB di memoria (fino a 8 GiB)
10% degli 8 GiB successivi di memoria (fino a 16 GiB)
6% dei successivi 112 GiB di memoria (fino a 128 GiB)
2% di qualsiasi memoria superiore a 128 GiB

GKE riserva inoltre 100 MiB di memoria aggiuntivi su ogni nodo per gestire l'eliminazione dei pod.

Prenotazioni CPU

Per le risorse CPU, GKE prenota quanto segue:

6% del primo core
1% del core successivo (fino a 2 core)
0,5% dei 2 core successivi (fino a 4 core)
0,25% di tutti i core sopra i 4 core

Per i tipi di macchine E2 con core condivisi, GKE riserva un totale di 1060 millicore.

Prenotazione spazio di archiviazione temporaneo locale

GKE fornisce ai nodi archiviazione temporanea locale, supportata da dispositivi collegati localmente, come il disco di avvio del nodo o gli SSD locali. L'archiviazione temporanea non garantisce la disponibilità e i dati nell'archiviazione temporanea potrebbero andare persi in caso di errore di un nodo e l'eliminazione.

GKE prenota una parte dell'archiviazione temporanea totale del nodo come singolo file system che il kubelet può utilizzare durante l'eliminazione dei pod e per altri componenti di sistema in esecuzione sul nodo. Puoi allocare lo spazio di archiviazione temporaneo rimanente ai tuoi pod per usarlo per scopi come i log. Per scoprire come specificare le richieste e i limiti di archiviazione temporanea nei tuoi pod, consulta Archiviazione temporanea locale.

GKE calcola la prenotazione dell'archiviazione temporanea locale come segue:

EVICTION_THRESHOLD + SYSTEM_RESERVATION

I valori effettivi variano in base alle dimensioni e al tipo di dispositivo su cui è supportata l'archiviazione.

Archiviazione temporanea supportata dal disco di avvio del nodo

Per impostazione predefinita, l'archiviazione temporanea è supportata dal disco di avvio del nodo. In questo caso, GKE determina il valore della soglia di rimozione nel seguente modo:

EVICTION_THRESHOLD = 10% * BOOT_DISK_CAPACITY

La soglia di rimozione è sempre pari al 10% della capacità totale del disco di avvio.

GKE determina il valore della prenotazione di sistema nel seguente modo:

SYSTEM_RESERVATION = Min(50% * BOOT_DISK_CAPACITY, 6GiB + 35% * BOOT_DISK_CAPACITY, 100 GiB)

L'importo della prenotazione di sistema è il basso dei seguenti:

50% della capacità del disco di avvio
35% della capacità del disco di avvio + 6 GiB
100 GiB

Ad esempio, se il disco di avvio è di 300 GiB, si applicano i valori seguenti:

50% della capacità: 150 GiB
35% della capacità + 6 GiB: 111 GiB
100 GiB

GKE si riserva quanto segue:

Prenotazione di sistema: 100 GiB (il valore più basso)
Soglia di rimozione: 30 GiB

Lo spazio di archiviazione temporaneo totale riservato è di 130 GiB. La capacità rimanente, 170 GiB, è di archiviazione temporanea allocabile.

Spazio di archiviazione temporaneo supportato da SSD locali

Se lo spazio di archiviazione temporaneo è supportato da SSD locali, GKE calcola la soglia di rimozione come segue:

EVICTION_THRESHOLD = 10% * SSD_NUMBER * 375 GiB

In questo calcolo, SSD_NUMBER è il numero di SSD locali collegati. Tutti gli SSD locali hanno una dimensione di 375 GiB, quindi la soglia di eliminazione corrisponde al 10% della capacità di archiviazione temporanea totale. Tieni presente che questo valore viene calcolato prima della formattazione delle unità, quindi la capacità utilizzabile è inferiore di qualche percentuale, a seconda delle versioni dell'immagine dei nodi.

GKE calcola la prenotazione di sistema in base al numero di SSD collegate, come segue:

Numero di SSD locali	Prenotazione di sistema (GiB)
1	50 GiB
2	75 GiB
3 o più	100 GiB

Utilizza le prenotazioni di risorse per pianificare le dimensioni dei nodi

Considera i requisiti di risorse dei tuoi carichi di lavoro al momento del deployment e sotto carico. Ciò include le richieste e i limiti pianificati per i carichi di lavoro, nonché l'overhead per supportare lo scale up.
Valuta se vuoi che i carichi di lavoro eseguano i carichi di lavoro con un numero ridotto di nodi grandi o un numero elevato di nodi piccoli.
- Un numero ridotto di nodi di grandi dimensioni funziona bene per carichi di lavoro che richiedono molte risorse e che non richiedono disponibilità elevata. La scalabilità automatica dei nodi è meno agile perché è necessario rimuovere più pod affinché si verifichi uno scale down.
- Un numero elevato di nodi di piccole dimensioni funziona bene per carichi di lavoro ad alta disponibilità che non richiedono un uso intensivo delle risorse. La scalabilità automatica dei nodi è più agile perché per lo scale down è necessario rimuovere meno pod.
Utilizza la guida al confronto delle famiglie di macchine di Compute Engine per determinare la serie e la famiglia di macchine che intendi utilizzare per i nodi.
Considera i requisiti di archiviazione temporanea dei tuoi carichi di lavoro. Il disco di avvio del nodo è sufficiente? Hai bisogno di SSD locali?
Calcola le risorse allocabili sul tipo di macchina scelto utilizzando le informazioni nelle sezioni precedenti. Confrontate questo con le risorse e l'overhead di cui avete bisogno.
- Se il tipo di macchina che hai scelto è troppo grande, prendi in considerazione una macchina più piccola per evitare di pagare per le risorse aggiuntive.
- Se il tipo di macchina che hai scelto è troppo piccolo, prendi in considerazione una macchina più grande per ridurre il rischio di interruzioni dei carichi di lavoro.