Personalizzazione della configurazione del sistema di nodi

Questo documento mostra come personalizzare la configurazione dei nodi di Google Kubernetes Engine (GKE) utilizzando un file di configurazione chiamato configurazione del sistema di nodi.

Panoramica

Puoi personalizzare la configurazione dei nodi utilizzando vari metodi. Ad esempio, puoi specificare parametri come il tipo di macchina e la piattaforma CPU minima quando crei un pool di nodi.

Una configurazione del sistema di nodi è un file di configurazione che consente di regolare un insieme limitato di impostazioni di sistema. Puoi utilizzare una configurazione del sistema dei nodi per specificare impostazioni personalizzate per le configurazioni dell'agente nodo Kubernetes ( kubelet) e per le configurazioni kernel Linux di basso livello (sysctl) nei pool di nodi.

Puoi anche personalizzare il runtime dei container containerd sui nodi GKE utilizzando un file diverso chiamato file di configurazione di runtime. Per le istruzioni, consulta Personalizzare la configurazione containerd nei nodi GKE.

Puoi anche eseguire ulteriori personalizzazioni utilizzando i seguenti metodi:

Utilizzo di una configurazione del sistema di nodi

Per utilizzare una configurazione del sistema di nodi:

  1. Crea un file di configurazione. Questo file contiene le configurazioni kubelet e sysctl.
  2. Aggiungi la configurazione quando crei un cluster o quando crei o aggiorni un pool di nodi.

Creazione di un file di configurazione

Scrivi il file di configurazione del sistema di nodi in YAML. L'esempio seguente mostra come aggiungere configurazioni per le opzioni kubelet e sysctl:

kubeletConfig:
  cpuManagerPolicy: static
linuxConfig:
 sysctl:
   net.core.somaxconn: '2048'
   net.ipv4.tcp_rmem: '4096 87380 6291456'

In questo esempio:

  • cpuManagerPolicy: static configura il kubelet in modo che utilizzi il criterio di gestione della CPU statica.
  • net.core.somaxconn: '2048' limita il backlog socket listen() a 2048 byte.
  • net.ipv4.tcp_rmem: '4096 87380 6291456' imposta il valore minimo, predefinito e massimo del buffer di ricezione del socket TCP su 4096 byte, 87.380 byte e 6.291.456 byte, rispettivamente.

Se vuoi aggiungere configurazioni esclusivamente per kubelet o sysctl, includi solo quella sezione nel file di configurazione. Ad esempio, per aggiungere una configurazione kubelet, crea il seguente file:

kubeletConfig:
  cpuManagerPolicy: static

Per un elenco completo dei campi che puoi aggiungere al file di configurazione, consulta le sezioni Opzioni di configurazione di Kubelet e Opzioni di configurazione Sysctl.

Aggiunta della configurazione a un pool di nodi

Dopo aver creato il file di configurazione, aggiungi il flag --system-config-from-file utilizzando Google Cloud CLI. Puoi aggiungere questo flag quando crei un cluster o quando crei o aggiorni un pool di nodi. Non puoi aggiungere una configurazione di sistema dei nodi con la console Google Cloud.

Per aggiungere una configurazione del sistema dei nodi, esegui questo comando:

Crea cluster

gcloud container clusters create CLUSTER_NAME \
    --system-config-from-file=SYSTEM_CONFIG_PATH

Sostituisci quanto segue:

  • CLUSTER_NAME: il nome del cluster
  • SYSTEM_CONFIG_PATH: il percorso del file che contiene le configurazioni di kubelet e sysctl

Dopo aver applicato una configurazione del sistema di nodi, il pool di nodi predefinito del cluster utilizza le impostazioni che hai definito.

Crea pool di nodi

gcloud container node-pools create POOL_NAME \
     --cluster CLUSTER_NAME \
     --system-config-from-file=SYSTEM_CONFIG_PATH

Sostituisci quanto segue:

  • POOL_NAME: il nome del pool di nodi
  • CLUSTER_NAME: il nome del cluster a cui vuoi aggiungere un pool di nodi
  • SYSTEM_CONFIG_PATH: il percorso del file che contiene le configurazioni di kubelet e sysctl

Aggiorna pool di nodi

gcloud container node-pools update POOL_NAME \
    --cluster=CLUSTER_NAME \
    --system-config-from-file=SYSTEM_CONFIG_PATH

Sostituisci quanto segue:

  • POOL_NAME: il nome del pool di nodi che vuoi aggiornare
  • CLUSTER_NAME: il nome del cluster che vuoi aggiornare
  • SYSTEM_CONFIG_PATH: il percorso del file che contiene le configurazioni di kubelet e sysctl

Modifica della configurazione del sistema di nodi

Per modificare la configurazione di un sistema di nodi, puoi creare un nuovo pool di nodi con la configurazione che preferisci o aggiornare la configurazione del sistema dei nodi di un pool di nodi esistente.

Modifica mediante la creazione di un pool di nodi

Per modificare la configurazione del sistema di nodi creando un pool di nodi:

  1. Crea un file di configurazione con la configurazione che ti interessa.
  2. Aggiungi la configurazione a un nuovo pool di nodi.
  3. Esegui la migrazione dei carichi di lavoro al nuovo pool di nodi.
  4. Elimina il vecchio pool di nodi.

Modifica mediante l'aggiornamento di un pool di nodi esistente

Per modificare la configurazione di un sistema di nodi aggiornando un pool di nodi esistente, aggiorna la configurazione del sistema dei nodi con i valori che preferisci. L'aggiornamento di una configurazione del sistema di nodi sostituisce la configurazione di sistema del pool di nodi con la nuova configurazione. Se ometti dei parametri durante un aggiornamento, vengono impostati i rispettivi valori predefiniti.

Se vuoi ripristinare le impostazioni predefinite del sistema dei nodi, aggiorna il file di configurazione con valori vuoti per kubelet e sysctl. Ad esempio:

kubeletConfig: {}
linuxConfig:
  sysctl: {}

Eliminazione della configurazione del sistema di nodi

Per rimuovere la configurazione del sistema di nodi:

  1. Crea un pool di nodi.
  2. Esegui la migrazione dei carichi di lavoro al nuovo pool di nodi.
  3. Elimina il pool di nodi contenente la vecchia configurazione del sistema di nodi.

Opzioni di configurazione kubelet

La tabella seguente mostra le opzioni di kubelet che puoi modificare.

Impostazioni di configurazione kubelet Limitazioni Impostazione predefinita Descrizione
cpuManagerPolicy Il valore deve essere none o static none Questa impostazione controlla il criterio del gestore delle CPU del kubelet. Il valore predefinito è none, che è lo schema di affinità della CPU predefinito, che non fornisce alcuna affinità oltre a ciò che fa automaticamente lo scheduler del sistema operativo.

L'impostazione di questo valore su static consente di assegnare un uso esclusivo delle CPU ai pod della classe QoS garantita con richieste di CPU interi.
cpuCFSQuota Il valore deve essere true o false true Questa impostazione applica il limite di CPU del pod. Se questo valore è impostato su false, i limiti di CPU per i pod vengono ignorati.

Ignorare i limiti di CPU può essere preferibile in determinati scenari in cui i pod sono sensibili ai limiti della CPU. Il rischio di disabilitare cpuCFSQuota è che un pod rogue può consumare più risorse della CPU del previsto.
cpuCFSQuotaPeriod Il valore deve essere un periodo di tempo "100ms" Questa impostazione imposta il valore del periodo di quota della CPU CFS, cpu.cfs_period_us, che specifica il periodo in cui l'accesso di un cgroup alle risorse della CPU deve essere riallocato. Questa opzione consente di ottimizzare il comportamento di limitazione della CPU.
insecureKubeletReadonlyPortEnabled Il valore deve essere un valore booleano (true o false) true Questa impostazione disabilita la porta kubelet di sola lettura non sicura 10255 su ogni nuovo pool di nodi nel cluster. Se configuri questa impostazione in questo file, non puoi utilizzare un client API GKE per modificare l'impostazione a livello di cluster.
podPidsLimit Il valore deve essere compreso tra 1024 e 4194304 none Questa impostazione imposta il numero massimo di ID di processo (PID) utilizzabili da ciascun pod.

Opzioni di configurazione simboli

Per ottimizzare le prestazioni del sistema, puoi modificare i seguenti attributi del kernel:

Spazi dei nomi Linux diversi potrebbero avere valori univoci per un determinato sysctl, mentre altri sono globali per l'intero nodo. L'aggiornamento delle opzioni sysctl mediante una configurazione del sistema di nodi assicura che sysctl venga applicato a livello globale sul nodo e in ogni spazio dei nomi. Di conseguenza, ogni pod avrà valori sysctl identici in ogni spazio dei nomi Linux.

Opzioni di configurazione della modalità cgroup di Linux

kubelet e il runtime del container utilizzano il kernel Linux cgroups per la gestione delle risorse, ad esempio limitando la quantità di CPU o memoria a cui può accedere ogni container in un pod. Nel kernel esistono due versioni del sottosistema cgroup: cgroupv1 e cgroupv2. Il supporto di Kubernetes per cgroupv2 è stato introdotto come alpha in Kubernetes versione 1.18, beta nella versione 1.22 e GA nella versione 1.25. Per ulteriori dettagli, consulta la documentazione di Kubernetes cgroups v2.

La configurazione del sistema di nodi consente di personalizzare la configurazione cgroup dei pool di nodi. Puoi usare cgroupv1 o cgroupv2. GKE utilizza cgroupv2 per i nuovi pool di nodi che eseguono la versione 1.26 e successive e cgroupv1 per le versioni precedenti alla 1.26.

Puoi utilizzare la configurazione del sistema dei nodi per modificare l'impostazione di un pool di nodi in modo da utilizzare in modo esplicito cgroupv1 o cgroupv2. L'upgrade di un pool di nodi esistente alla versione 1.26 non comporta la modifica dell'impostazione in cgroupv2, poiché i pool di nodi esistenti creati eseguendo una versione precedente alla 1.26, senza una configurazione cgroup personalizzata, continueranno a utilizzare cgroupv1, a meno che non venga specificato esplicitamente in altro modo.

Ad esempio, per configurare il tuo pool di nodi in modo che utilizzi cgroupv2, utilizza un file di configurazione del sistema dei nodi come:

linuxConfig:
  cgroupMode: 'CGROUP_MODE_V2'

Le opzioni di cgroupMode supportate sono:

  • CGROUP_MODE_V1: utilizza cgroupv1 nel pool di nodi.
  • CGROUP_MODE_V2: utilizza cgroupv2 nel pool di nodi.
  • CGROUP_MODE_UNSPECIFIED: utilizza la configurazione predefinita del gruppo c di GKE.

Per utilizzare cgroupv2, si applicano i seguenti requisiti e limitazioni:

  • Per un pool di nodi che esegue una versione precedente alla 1.26, devi utilizzare gcloud CLI versione 408.0.0 o successiva. In alternativa, utilizza gcloud beta con la versione 395.0.0 o successiva.
  • I pool di cluster e nodi devono eseguire GKE versione 1.24.2-gke.300 o successiva.
  • Devi utilizzare Container-Optimized OS con immagine del nodo containerd.
  • Se uno qualsiasi dei tuoi carichi di lavoro dipende dalla lettura del file system cgroup (/sys/fs/cgroup/...), assicurati che sia compatibile con l'API cgroupv2.
    • Assicurati che tutti gli strumenti di monitoraggio o di terze parti siano compatibili con cgroupv2.
  • Se utilizzi JDK (carico di lavoro Java), ti consigliamo di utilizzare versioni che supportano completamente cgroupv2, tra cui JDK 8u372, JDK 11.0.16 o versione successiva oppure JDK 15 o versione successiva.

Verifica configurazione cgroup

Quando aggiungi una configurazione del sistema dei nodi, GKE deve ricreare i nodi per implementare le modifiche. Dopo aver aggiunto la configurazione a un pool di nodi e che i nodi sono stati ricreati, puoi verificare la nuova configurazione.

Per verificare la configurazione cgroup per i nodi in questo pool di nodi, scegli un nodo e connettiti utilizzando le seguenti istruzioni:

  1. Crea una shell interattiva con qualsiasi nodo nel pool di nodi. Sostituisci mynode nel comando con il nome di qualsiasi nodo nel pool di nodi.
  2. Identifica la versione cgroup sui nodi Linux.

Opzioni di configurazione delle pagine enormi di Linux

Puoi utilizzare il file di configurazione del sistema dei nodi per usare le pagine giganti della funzionalità del kernel Linux.

Kubernetes supporta pagine enormi sui nodi come tipo di risorsa, simili a CPU o memoria. Usa i parametri seguenti per indicare ai nodi Kubernetes di preallocare pagine enormi per il consumo da parte dei pod. Per gestire il consumo di pagine di grandi dimensioni da parte dei pod, consulta Gestire HuugePages.

Per preallocare pagine enormi per i tuoi nodi, specifica quantità e dimensioni. Ad esempio, per configurare i nodi per l'allocazione di tre pagine enormi di 1 gigabyte e 1024 pagine di dimensioni enormi da 2 MB, utilizza una configurazione di sistema di nodi come la seguente:

linuxConfig:
  hugepageConfig:
    hugepage_size2m: 1024
    hugepage_size1g: 3

Per utilizzare pagine di grandi dimensioni, si applicano le seguenti limitazioni e requisiti:

  • Per garantire che il nodo non sia completamente occupato da pagine di dimensioni enormi, le dimensioni complessive delle pagine enormi allocate non possono superare il 60% della memoria totale. Ad esempio, con una macchina e2-standard-2, che ha 8 GB di memoria, non puoi allocare più di 4,8 GB per pagine di grandi dimensioni.
  • Le pagine di dimensioni da 1 gigabit sono disponibili solo sui tipi di macchine A3, C2D, C3, C3A, C3D, C4, CT5E, CT5L, CT5LP, CT6E, H3, M2, M3 o Z3.

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