Crea immagini multi-architettura per i carichi di lavoro ARM

Questa pagina spiega cosa sono le immagini con architetture multi-architettura (più archi), perché le architetture di nodi e immagini container sono importanti e perché le immagini multi-architettura semplificano il deployment dei carichi di lavoro nei cluster GKE. Questa pagina fornisce anche indicazioni su come verificare se i carichi di lavoro sono pronti per essere eseguiti su ARM e su come creare immagini multi-archetto.

Per un tutorial sul deployment in architetture con immagini multi-arch, consulta Eseguire la migrazione di un'applicazione x86 su GKE a multi-arch con ARM.

Che cos'è un'immagine multi-arco?

Un'immagine a più archi è un'immagine che può supportare più architetture. Assomiglia a una singola immagine con un singolo tag, ma è un elenco di immagini che hanno come target più architetture organizzate in base a un elenco di file manifest. Le immagini multi-archetto sono compatibili con lo schema Docker Image Manifest V2 Scheme 2 o con le Specifiche dell'indice delle immagini OCI. Quando esegui il deployment di un'immagine multi-arco in un cluster, GKE sceglie automaticamente l'immagine giusta compatibile con l'architettura del nodo su cui viene eseguito il deployment. Una volta creata un'immagine multi-archetto per un carico di lavoro, puoi eseguire senza problemi il deployment di questo carico di lavoro su più architetture.

Le immagini multi-archetto sono più utili quando vuoi utilizzare lo stesso carico di lavoro tra più architetture. In alternativa, puoi utilizzare immagini container con un'architettura singola con qualsiasi tipo di nodo GKE. Se utilizzi un carico di lavoro su un'unica architettura e hai già un'immagine compatibile, non è necessario creare un'immagine multi-arch.

Se utilizzi un'immagine ad arco singolo o multi-arco compatibile con Arm e vuoi eseguirne il deployment in un nodo ARM, devi seguire le istruzioni per includere i campi necessari in modo che GKE pianifichi il carico di lavoro come previsto. Per saperne di più, consulta Preparare un carico di lavoro ARM per il deployment. Non è necessario aggiungere questi campi per pianificare i carichi di lavoro se verranno pianificati solo per nodi basati su x86.

Perché l'architettura di un nodo GKE è importante per i carichi di lavoro?

I nodi GKE sono singole istanze VM di Compute Engine, che GKE crea e gestisce per tuo conto. Ogni nodo appartiene a un tipo di macchina standard (ad esempio t2a-standard-1) che utilizza processori x86 (Intel o AMD) o ARM. Per saperne di più, consulta Piattaforme CPU.

Devi utilizzare immagini container compatibili con l'architettura del nodo in cui intendi eseguire i carichi di lavoro. Ad esempio, se vuoi eseguire un'immagine container con l'architettura arm64, devi un tipo di macchina che supporti i carichi di lavoro ARM, come t2a-standard-1 della serie di macchine Tau T2A. Puoi utilizzare nodi con più tipi di architettura in un cluster GKE. Se vuoi utilizzare un carico di lavoro per più tipi di architettura, devi mantenere organizzati tutte le immagini container e i file di deployment per le immagini specifiche dell'architettura. Le immagini multi-arco semplificano il processo di deployment tra tipi di architetture.

Crea un'immagine multi-architettura di cui eseguire il deployment su nodi x86 e ARM

Le seguenti istruzioni sono rivolte agli sviluppatori di app che hanno già:

  • un ambiente di build con uno strumento di container scaricato (ad esempio Docker).
  • per un'immagine container esistente.

I seguenti comandi utilizzano Docker, ma potresti essere in grado di utilizzare altri strumenti container per svolgere le stesse attività.

Il mio carico di lavoro è pronto per ARM?

Se hai già un'immagine container, puoi verificare se questo carico di lavoro è pronto per essere eseguito su un nodo ARM. Le seguenti sezioni spiegano come eseguire questa operazione utilizzando docker run per tentare di eseguire il container con l'architettura ARM.

Prepara Docker nel tuo ambiente x86 per controllare un'immagine container

Se esegui Docker in un ambiente x86, devi scaricare pacchetti aggiuntivi per eseguire un'immagine container arm64. Queste istruzioni utilizzano apt per la gestione dei pacchetti, ma puoi utilizzare il gestore di pacchetti del tuo ambiente per scaricare i pacchetti richiesti.

Se esegui Docker in un ambiente ARM, puoi saltare questa sezione.

I seguenti comandi scaricano i pacchetti e registrano QEMU come interprete binfmt per le architetture non supportate dalla tua macchina:

sudo apt-get install qemu binfmt-support qemu-user-static
docker run --rm --privileged multiarch/qemu-user-static --reset -p yes

Dopo aver impostato i tuoi interpreti binfmt, puoi eseguire l'immagine arm64 nel tuo ambiente x86.

Controlla l'idoneità del carico di lavoro per l'idoneità di ARM

Se esegui Docker in un ambiente ARM o hai preparato il tuo ambiente x86 per l'esecuzione di immagini ARM, esegui questo comando:

docker run --platform linux/arm64 IMAGE_NAME

Sostituisci IMAGE_NAME con il nome dell'immagine container.

L'output seguente indica che l'immagine container è pronta per essere eseguita sui nodi Arm con il tuo cluster GKE:

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

Se il carico di lavoro è pronto per l'esecuzione su ARM, puoi procedere con la preparazione di un carico di lavoro ARM per il deployment.

Il seguente output indica che l'immagine non è pronta per essere eseguita su ARM:

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
93288797bd35: Pull complete
Digest: sha256:507ecde44b8eb741278274653120c2bf793b174c06ff4eaa672b713b3263477b
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest
standard_init_linux.go:219: exec user process caused: exec format error

Questo output indica che si tratta di un'immagine x86_64 o amd64 e devi creare un'immagine arm64. Passa alla sezione successiva, Crea un'immagine multi-arch, dove puoi utilizzare un'immagine container non compatibile con Arm, un Dockerfile e creare un'immagine multi-arch che può essere eseguita su più tipi di architettura.

Crea un'immagine multi-arco

Se hai un Dockerfile, puoi utilizzarlo per creare un'immagine multi-archetto compatibile con Arm e x86 di cui puoi eseguire il deployment su nodi con tipi di architettura diversi.

Devi scaricare Docker Buildx per completare i seguenti passaggi. Devi anche avere un Dockerfile esistente.

Prepara l'ambiente se hai una VM x86 e una VM ARM

I seguenti comandi presuppongono che nel tuo ambiente di build siano presenti sia una VM di build ARM che una VM di build x86 e che la VM x86 possa utilizzare SSH come root nella VM Arm. Se nel tuo ambiente di build è presente solo una VM x86, segui le istruzioni nella sezione successiva, Preparare l'ambiente se si dispone solo di una VM x86.

Prepara l'ambiente per creare immagini multi-arch:

  1. Crea un contesto per il nodo x86 utilizzando il socket locale e un contesto per il nodo Arm utilizzando SSH:

     docker context create amd_node --docker "host=unix:///var/run/docker.sock"
 docker context create arm_node --docker "host=ssh://root@NODE_IP"

    Sostituisci NODE_IP con l'indirizzo IP del nodo ARM.

  2. Crea un builder utilizzando il nodo x86:

    docker buildx create --use --name BUILDER_NAME --platform linux/amd64 amd_node
docker buildx create --append --name BUILDER_NAME --platform linux/arm64 arm_node

    Sostituisci BUILDER_NAME con un nome scelto da te per il builder di Buildx.

Prepara l'ambiente se hai solo una VM x86

Se nel tuo ambiente di build è disponibile solo una VM x86, puoi seguire questi passaggi per preparare l'ambiente alla creazione di immagini multi-arch. Con questa opzione, il passaggio di build potrebbe richiedere più tempo.

  1. Installa i pacchetti QEMU:

    docker run --rm --privileged multiarch/qemu-user-static

  2. Crea un builder multi-arch (il generatore predefinito non supporta l'architettura multi-arch):

    docker buildx create --name BUILDER_NAME --use

    Sostituisci BUILDER_NAME con un nome scelto da te per il builder di Buildx.

Crea l'immagine

Ora che l'ambiente è pronto, esegui il comando seguente per creare un'immagine multi-arch.

docker buildx build . -t PATH_TO_REGISTRY  --platform linux/amd64,linux/arm64 --push

Sostituisci PATH_TO_REGISTRY con il percorso del registro, che termina con il nome dell'immagine container e un tag (ad esempio, gcr.io/myproject/myimage:latest).

Se in questo passaggio viene visualizzato un messaggio di errore, consulta la guida di Docker e la documentazione associata per ulteriori informazioni sulla risoluzione dei problemi.

Dopo aver creato un'immagine multi-arch, il carico di lavoro è pronto per l'esecuzione su Arm. Procedi con la preparazione di un carico di lavoro ARM per il deployment.

Passaggi successivi