Ottimizza il rendimento del pod Autopilot scegliendo una serie di macchine


Questa pagina mostra come posizionare i carichi di lavoro su una serie di macchine Compute Engine specifica per ottenere prestazioni ottimali dei carichi di lavoro nei cluster Google Kubernetes Engine (GKE) Autopilot.

Assicurati di conoscere quanto segue:

Come funziona la selezione delle serie di macchine

Puoi aggiungere un selettore di nodi cloud.google.com/machine-family alla specifica del pod per consentire ad Autopilot di allocare hardware Compute Engine specifico per il pod. Ad esempio, puoi scegliere la serie di macchine C3 per i pod che richiedono più potenza di CPU o la serie di macchine N1 per i pod che richiedono più memoria. Per eseguire in modo ottimale il tuo workload, Autopilot esegue il provisioning di uno dei tipi di macchina predefiniti della serie di macchine che hai selezionato.

Oltre a prestazioni ottimali del pod, la scelta di una serie di macchine specifica offre i seguenti vantaggi:

  • Utilizzo efficiente dei nodi: per impostazione predefinita, Autopilot ottimizza l'utilizzo delle risorse dei nodi pianificando su ogni nodo il maggior numero possibile di pod che richiedono la stessa serie di macchine. Questo approccio ottimizza l'utilizzo delle risorse sul nodo, il che migliora il rapporto prezzo/prestazioni. Se il tuo workload deve accedere a tutte le risorse sul nodo, puoi configurarlo facoltativamente per richiedere un pod per ogni nodo.

  • Workload burstable:puoi configurare i pod in modo che aumentino la capacità di risorse inutilizzata sul nodo impostando i limiti delle risorse più alti delle richieste. Per maggiori dettagli, vedi Configurare l'overflow dei pod in GKE.

Pianificare un nodo dedicato per ogni pod

Se hai workload che richiedono un uso intensivo della CPU e che necessitano di un accesso affidabile a tutte le risorse del nodo, puoi configurare facoltativamente il pod in modo che Autopilot inserisca un pod che richiede una serie di macchine sul proprio nodo.

I nodi dedicati per pod sono consigliati quando esegui carichi di lavoro su larga scala e con uso intensivo di CPU, come carichi di lavoro di addestramento AI/ML o carichi di lavoro batch di computing ad alte prestazioni (HPC).

Scegliere tra la pianificazione multi-pod e single-pod

Utilizza le seguenti indicazioni per scegliere un comportamento di pianificazione dei pod in base ai tuoi requisiti:

Prezzi

Ti vengono addebitati i costi della VM sottostante e di qualsiasi hardware collegato da Compute Engine, più un premio per la gestione e la scalabilità dei nodi Autopilot. Per i dettagli, consulta Prezzi di GKE.

Prima di iniziare

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

  • Attiva l'API Google Kubernetes Engine.
  • Attiva l'API Google Kubernetes Engine
  • Se vuoi utilizzare Google Cloud CLI per questa attività, installala e poi inizializzala. Se hai già installato gcloud CLI, scarica l'ultima versione eseguendo gcloud components update.
  • Assicurati di avere un cluster Autopilot esistente che esegue la versione 1.30.1-gke.1396000 o successive. Per creare un cluster, consulta Crea un cluster Autopilot.

Seleziona una serie di macchine

Questa sezione mostra come selezionare una serie di macchine Compute Engine specifica in un pod.

  1. Salva il seguente manifest come machine-series-pod.yaml:

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: machine-series-pod
    spec:
      nodeSelector:
        cloud.google.com/machine-family: MACHINE_SERIES
      containers:
      - name: my-container
        image: "k8s.gcr.io/pause"
        resources:
          requests:
            cpu: 5
            memory: "25Gi"
          limits:
            cpu: 20
            memory: 100Gi
    

    Sostituisci MACHINE_SERIES con la serie di macchine Compute Engine per il tuo pod, ad esempio c3. Per i valori supportati, vedi Serie di macchine supportate in questa pagina.

  2. Esegui il deployment del pod:

    kubectl apply -f machine-series-pod.yaml
    

Questo manifest consente ad Autopilot di ottimizzare l'utilizzo delle risorse dei nodi pianificando in modo efficiente altri pod che selezionano la stessa serie di macchine sullo stesso nodo se è disponibile capacità.

Utilizzare gli SSD locali

I pod che selezionano una serie di macchine possono utilizzare gli SSD locali per lo spazio di archiviazione temporaneo se specifichi una serie di macchine che offre SSD locali. Autopilot prende in considerazione le richieste di spazio di archiviazione temporaneo quando sceglie un tipo di macchina Compute Engine per il pod.

Per saperne di più, consulta Utilizzare lo spazio di archiviazione temporaneo basato su SSD locale con i cluster Autopilot.

Richiedere un nodo dedicato per un pod

Se il tuo pod ha requisiti di prestazioni specifici, ad esempio la necessità di un accesso affidabile a tutte le risorse del nodo, puoi richiedere un nodo dedicato per ogni pod specificando il selettore di nodi cloud.google.com/compute-class: Performance insieme al selettore di nodi della serie di macchine. Indica ad Autopilot di posizionare il pod su un nuovo nodo che utilizza la serie di macchine specificata ed è dedicato a quel pod. Questo selettore di nodi impedisce inoltre ad Autopilot di pianificare altri pod su quel nodo.

  1. Salva il seguente manifest come dedicated-node-pod.yaml:

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: dedicated-node-pod
    spec:
      nodeSelector:
        cloud.google.com/machine-family: MACHINE_SERIES
        cloud.google.com/compute-class: Performance
      containers:
      - name: my-container
        image: "k8s.gcr.io/pause"
        resources:
          requests:
            cpu: 12
            memory: "50Gi"
            ephemeral: "200Gi"
    

    Sostituisci MACHINE_SERIES con una serie di macchine supportata che supporti anche la pianificazione di un pod per nodo. Se la serie di macchine specificata non supporta la pianificazione di un pod per nodo, il deployment non va a buon fine e viene visualizzato un errore.

  2. Esegui il deployment del pod:

    kubectl apply -f dedicated-node-pod.yaml
    

Quando esegui il deployment di questo manifest, Autopilot esegue le seguenti operazioni:

  • Garantisce che il pod di cui è stato eseguito il deployment richieda almeno le risorse minime per il nodo ottimizzato per il rendimento.
  • Calcola le richieste di risorse totali del pod di cui è stato eseguito il deployment e di tutti i DaemonSet nel cluster.
  • Esegue il provisioning di un nodo supportato dalla serie di macchine selezionata.
  • Modifica il manifest del pod con una combinazione di selettori di nodi e tolleranze per garantire che il pod venga eseguito sul proprio nodo.

Serie di macchine supportate

Il selettore machine-family supporta le seguenti serie di macchine:

Tieni presente che c4 è il valore predefinito se la serie di macchine non è specificata e se c4 è disponibile in una regione.

Per confrontare queste serie di macchine e i relativi casi d'uso, consulta Confronto tra serie di macchine nella documentazione di Compute Engine.

Requisiti della versione

La serie di macchine C4D è disponibile con le seguenti versioni e configurazioni:

  • Tipi di macchine C4D senza SSD locale: versione GKE 1.33.0-gke.1439000 e successive.
  • Tipi di macchine C4D con SSD locale: versione GKE 1.33.1-gke.1171000 e successive.

Compatibilità con altre funzionalità di GKE

I pod che selezionano una serie di macchine possono utilizzare le funzionalità di GKE supportate da quella serie di macchine, ad esempio:

I pod spot e i pod con autonomia prolungata si escludono a vicenda. GKE non applica richieste di risorse minime più elevate per i pod dedicati per nodo, anche se utilizzano la separazione dei workload.

Come GKE seleziona un tipo di macchina

Per selezionare un tipo di macchina nella serie di macchine specificata, GKE calcola le richieste totali di CPU, memoria totale e spazio di archiviazione temporaneo totale dei pod e di tutti i DaemonSet che verranno eseguiti sul nuovo nodo. GKE arrotonda questi valori al tipo di macchina Compute Engine disponibile più vicino che supporta tutti questi totali.

  • Esempio 1: considera un deployment con quattro repliche che seleziona la serie di macchine C3D. Non richiedi nodi dedicati per pod. Le richieste di risorse di ogni replica sono le seguenti:

    • 500 m vCPU (0,5 vCPU)
    • 1 GiB di memoria

    Autopilot posiziona tutti e quattro i pod su un nodo supportato dal tipo di macchina c3d-standard-4, che ha 4 vCPU e 16 GB di memoria.

  • Esempio 2: considera un pod che seleziona la serie di macchine C3D e gli SSD locali per l'archiviazione temporanea. Richiedi un nodo dedicato per il pod. Le richieste totali di risorse inclusi i DaemonSet sono le seguenti:

    • 12 vCPU
    • 50 GiB di memoria
    • 200 GiB di spazio di archiviazione temporaneo

    Autopilot posiziona il pod su un nodo che utilizza il tipo di macchina c3d-standard-16-lssd, che ha 16 vCPU, 64 GiB di memoria e 365 GiB di capacità SSD locale.

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