Controllo della pianificazione con le incompatibilità dei nodi

Questa pagina fornisce una panoramica delle incompatibilità dei nodi su Google Kubernetes Engine (GKE). Le incompatibilità dei nodi consentono di specificare i nodi su cui devono essere eseguiti i carichi di lavoro.

I cluster Autopilot supportano l'uso delle incompatibilità dei nodi solo per la separazione dei carichi di lavoro. Per le istruzioni, consulta Configurare la separazione dei carichi di lavoro in GKE.

Panoramica

Quando invii un carico di lavoro da eseguire in un cluster, lo scheduler determina dove posizionare i pod associati al carico di lavoro. Lo scheduler è libero di posizionare un pod su qualsiasi nodo che soddisfi i requisiti di CPU, memoria e risorse personalizzate del pod.

Se il cluster esegue diversi carichi di lavoro, potrebbe essere utile controllare quali carichi di lavoro possono essere eseguiti in un determinato pool di nodi.

Un'incompatibilità dei nodi consente di contrassegnare un nodo in modo che lo scheduler ne eviti o ne impedisca l'utilizzo per determinati pod. Una funzionalità complementare, le tolleranze, ti consente di designare pod che possono essere utilizzati su nodi "incompatibili".

Incompatibilità e tolleranze lavorano insieme per garantire che i pod non vengano pianificati su nodi inappropriati.

Le incompatibilità sono coppie chiave-valore associate a un effetto. La seguente tabella elenca gli effetti disponibili:

Effetto Descrizione
NoSchedule I pod che non tollerano questa incompatibilità non vengono pianificati sul nodo; i pod esistenti non vengono eliminati dal nodo.
PreferNoSchedule Kubernetes evita di pianificare pod che non tollerano questa incompatibilità sul nodo.
NoExecute Il pod viene rimosso dal nodo se è già in esecuzione sul nodo e non viene pianificato sul nodo se non è ancora in esecuzione sul nodo.

Vantaggi dell'impostazione delle incompatibilità dei nodi in GKE

Puoi aggiungere incompatibilità dei nodi a cluster e nodi in GKE o utilizzando il comando kubectl taint. La specifica delle incompatibilità dei nodi in GKE offre diversi vantaggi rispetto a kubectl:

  • Le incompatibilità vengono mantenute quando un nodo viene riavviato o sostituito.
  • Le incompatibilità vengono create automaticamente quando un nodo viene aggiunto a un pool di nodi o a un cluster.
  • Le incompatibilità vengono create automaticamente durante la scalabilità automatica del cluster.

Prima di iniziare

Prima di iniziare, assicurati di aver eseguito le seguenti attività:

  • Abilita l'API Google Kubernetes Engine.
    • Abilita l'API Google Kubernetes Engine
  • Se vuoi utilizzare Google Cloud CLI per questa attività, installa e quindi initialize gcloud CLI. Se hai già installato gcloud CLI, ottieni la versione più recente eseguendo gcloud components update.

Crea un cluster con incompatibilità dei nodi

Quando crei un cluster in GKE, puoi assegnare incompatibilità dei nodi. Questo assegna le incompatibilità a tutti i nodi creati con il cluster.

Se crei un cluster Standard con incompatibilità dei nodi che hanno l'effetto NoSchedule o NoExecute, GKE non può pianificare alcuni componenti gestiti di GKE, come kube-dns o metrics-server, sul pool di nodi predefinito che GKE crea quando crei il cluster. GKE non può pianificare questi componenti perché non hanno le tolleranze corrispondenti alle incompatibilità dei nodi. Devi aggiungere un nuovo pool di nodi che soddisfi una delle seguenti condizioni:

  • Nessuna incompatibilità
  • Una incompatibilità con l'effetto PreferNoSchedule
  • Incompatibilità con components.gke.io/gke-managed-components=true:NoSchedule

Ognuna di queste condizioni consente a GKE di pianificare i componenti gestiti da GKE nel nuovo pool di nodi.

Per istruzioni, consulta Isolare i carichi di lavoro su nodi dedicati.

gcloud

Per creare un cluster con incompatibilità dei nodi, esegui questo comando:

gcloud container clusters create CLUSTER_NAME \
    --node-taints KEY=VALUE:EFFECT

Sostituisci quanto segue:

  • CLUSTER_NAME: il nome del nuovo cluster.
  • EFFECT: uno dei seguenti valori effetto: PreferNoSchedule, NoSchedule o NoExecute.
  • KEY=VALUE: una coppia chiave-valore associata a EFFECT.

Ad esempio, il seguente comando applica un'incompatibilità con una coppia chiave-valore dedicated=experimental con un effetto PreferNoSchedule:

gcloud container clusters create example-cluster \
    --node-taints dedicated=experimental:PreferNoSchedule

Console

Per creare un cluster con incompatibilità dei nodi:

  1. Vai alla pagina Google Kubernetes Engine nella console Google Cloud.

    Vai a Google Kubernetes Engine

  2. Fai clic su Crea.

  3. Configura il cluster come preferisci.

  4. Dal riquadro di navigazione, in Pool di nodi, espandi il pool di nodi che vuoi modificare, quindi fai clic su Metadati.

  5. Nella sezione Incompatibilità dei nodi, fai clic su Aggiungi incompatibilità.

  6. Nell'elenco a discesa Effetto, seleziona l'effetto desiderato.

  7. Inserisci la coppia chiave-valore che ti interessa nei campi Chiave e Valore.

  8. Fai clic su Crea.

API

Quando utilizzi l'API per creare un cluster, includi il campo nodeTaints in nodeConfig. Ecco un esempio:

POST https://container.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/zones/COMPUTE_ZONE/clusters

{
  'cluster': {
    'name': 'example-cluster',
    'nodeConfig': {
      'nodeTaints': [
        {
          'key': 'special',
          'Value': 'gpu',
          'effect': 'PreferNoSchedule'
        }
      ]
      ...
    }
    ...
  }
}

Crea un pool di nodi con incompatibilità dei nodi

Quando applichi un'incompatibilità a un nodo, solo i pod che tollerano l'incompatibilità possono essere eseguiti sul nodo. In un cluster GKE, puoi applicare un'incompatibilità a un pool di nodi, che a sua volta applica l'incompatibilità a tutti i nodi nel pool.

Per creare un pool di nodi con incompatibilità dei nodi, puoi utilizzare Google Cloud CLI, la console Google Cloud o l'API GKE.

gcloud

Per creare un pool di nodi con incompatibilità dei nodi, esegui questo comando:

gcloud container node-pools create POOL_NAME \
    --cluster CLUSTER_NAME \
    --node-taints KEY=VALUE:EFFECT

Sostituisci quanto segue:

  • POOL_NAME: il nome del pool di nodi da creare.
  • CLUSTER_NAME: il nome del cluster in cui viene creato il pool di nodi.
  • EFFECT: uno dei seguenti valori effetto: PreferNoSchedule, NoSchedule o NoExecute.
  • KEY=VALUE: una coppia chiave-valore associata a EFFECT.

Ad esempio, il seguente comando crea un pool di nodi su un cluster esistente e applica un'incompatibilità con una coppia chiave-valore dedicated=experimental con effetto NoSchedule:

gcloud container node-pools create example-pool --cluster example-cluster \
    --node-taints dedicated=experimental:NoSchedule

Questo comando crea un pool di nodi e applica un'incompatibilità con una coppia chiave-valore special=gpu con effetto NoExecute:

gcloud container node-pools create example-pool-2 --cluster example-cluster \
    --node-taints special=gpu:NoExecute

Console

Per creare un pool di nodi con incompatibilità dei nodi, segui questi passaggi:

  1. Vai alla pagina Google Kubernetes Engine nella console Google Cloud.

    Vai a Google Kubernetes Engine

  2. Nell'elenco dei cluster, fai clic sul nome del cluster da modificare.

  3. Nella pagina Dettagli cluster, fai clic su Aggiungi pool di nodi.

  4. Nel riquadro di navigazione, fai clic su Metadati.

  5. In Incompatibilità dei nodi, fai clic su Aggiungi incompatibilità.

  6. Seleziona l'effetto desiderato nell'elenco a discesa Effetto.

  7. Inserisci la coppia chiave-valore che ti interessa nei campi Chiave e Valore.

  8. Fai clic su Crea.

API

Quando utilizzi l'API per creare un pool di nodi, includi il campo nodeTaints in nodeConfig. Ecco un esempio:

POST https://container.googleapis.com/v1/projects/PROJECT_ID/zones/COMPUTE_ZONE/clusters/CLUSTER_ID/nodePools

{
  'nodePool': {
    'name': 'example-pool',
    'nodeConfig': {
      'nodeTaints': [
        {
          'key': 'dedicated',
          'Value': 'experimental',
          'effect': 'NoSchedule'
        }
      ]
      ...
    }
    ...
  }
}

Configura i pod per tollerare un'incompatibilità

Puoi configurare i pod in modo che tollerano un'incompatibilità includendo il campo tolerations nella specifica dei pod. Ecco una parte della specifica di un pod.

Questo pod può essere pianificato su un nodo con l'incompatibilità dedicated=experimental:NoSchedule:

tolerations:
- key: dedicated
  operator: Equal
  value: experimental
  effect: NoSchedule

Aggiungi un'incompatibilità a un nodo esistente

Puoi aggiungere incompatibilità a un nodo esistente utilizzando il comando kubectl taint. Sconsigliamo di aggiungere un'incompatibilità alle VM spot utilizzando kubectl perché tutti i nuovi nodi aggiunti da GKE al pool di nodi non ereditano l'incompatibilità.

kubectl taint nodes NODE_NAME KEY=VALUE:EFFECT

Ad esempio, il seguente comando applica un'incompatibilità con una coppia chiave-valore dedicated=experimental con un effetto NoSchedule per il nodo mynode:

kubectl taint nodes mynode dedicated=experimental:NoSchedule

Puoi anche aggiungere incompatibilità ai nodi che hanno un'etichetta specifica utilizzando il selettore -l insieme all'etichetta e al valore specificati:

kubectl taint nodes -l LABEL=LABEL_VALUE KEY=VALUE:EFFECT

Ad esempio, il seguente comando aggiunge un'incompatibilità con la chiave dedicated-pool ai nodi GKE nel pool di nodi my_pool:

kubectl taint nodes -l cloud.google.com/gke-nodepool=my_pool dedicated-pool=my_pool:NoSchedule

Ispeziona le incompatibilità per un nodo

Per visualizzare le incompatibilità di un nodo, utilizza lo strumento a riga di comando kubectl.

  1. Esegui questo comando per ottenere un elenco di tutti i nodi nel tuo cluster:

    kubectl get nodes

  2. Controlla un nodo eseguendo questo comando:

    kubectl describe node NODE_NAME

  3. Nell'output restituito, cerca il campo Taints. L'output è simile al seguente:

    Taints:  dedicated-pool=mypool:NoSchedule

Rimozione di un'incompatibilità da un nodo

Puoi utilizzare kubectl taint per rimuovere le incompatibilità. Puoi rimuovere le incompatibilità per chiave, valore-chiave o effetto-chiave.

Ad esempio, il seguente comando rimuove tutte le incompatibilità con la chiave dedicated dal nodo mynode:

kubectl taint nodes mynode dedicated-

Rimuovi tutte le incompatibilità da un pool di nodi

Per rimuovere tutte le incompatibilità da un pool di nodi, esegui questo comando:

gcloud beta container node-pools update POOL_NAME \
--node-taints="" \
--cluster=CLUSTER_NAME

Sostituisci quanto segue:

  • POOL_NAME: il nome del pool di nodi da modificare.
  • CLUSTER_NAME: il nome del cluster in cui è stato creato il pool di nodi.

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