Container Compute Service:ACK Pro クラスターでの ACS コンピューティングパワーの使用

仕組み

Container Compute Service (ACS) は、Kubernetes をユーザーインターフェイスとして使用し、コンテナ仕様に準拠したコンピューティングリソースを提供するコンテナサービスです。ACS は、Kubernetes コントロールプレーンを基盤となるコンテナコンピューティングパワーから分離する階層型アーキテクチャを使用しています。ACS コンピューティングリソース層は Pod のリソースのスケジューリングと割り当てを担当し、Kubernetes はこの層の上で Deployment、Service、StatefulSet、CronJob などのアプリケーションワークロードを管理します。

ACS コンテナのコンピューティングパワーを仮想ノードとして Kubernetes クラスターに接続できます。これにより、クラスターはノードのコンピューティング容量に制約されない強力な弾力性を得られます。ACS が Pod の基盤となるインフラストラクチャの管理を引き継ぐと、Kubernetes は個々の Pod の配置と起動を直接処理したり、基盤となる仮想マシンのリソースステータスを監視したりする必要がなくなります。ACS は、必要な Pod リソースが常に利用可能であることを保証します。

Container Service for Kubernetes (ACK) は、世界で初めて認定された Kubernetes プラットフォームの 1 つであり、コンテナ化されたアプリケーションのための高性能な管理サービスを提供します。Alibaba Cloud の仮想化、ストレージ、ネットワーキング、およびセキュリティ機能と統合して、クラスターの作成とスケーリングを簡素化し、コンテナ化されたアプリケーションの開発と管理に集中できるようにします。

ACK Pro クラスターでは、ACS Pod を作成する前に、手動で仮想ノードをデプロイする必要があります。クラスターをスケールアウトする必要がある場合、ノード容量を計画することなく、オンデマンドで仮想ノード上に ACS Pod を作成できます。ACS Pod は、通常のクラスターノード上の Pod と通信できます。長時間実行され、トラフィックが変動するワークロードについては、仮想ノードにスケジューリングすることを推奨します。このアプローチは、リソース使用率を最大化し、スケールアウト時間を短縮し、コストを削減します。トラフィックが減少した場合は、これらの Pod を迅速に解放してコストを削減できます。仮想ノード上の各 Pod は、安全で隔離されたコンテナ環境内で ACS インスタンスとして実行されます。詳細については、「ACK の概要」をご参照ください。

ACK 仮想ノードコンポーネントのインストール

次の手順を実行します：

1. ACKコンソールにログインします。 左側のナビゲーションウィンドウで、[クラスター] をクリックします。

2. [クラスター] ページで、管理するクラスターの名前をクリックします。 左側のナビゲーションウィンドウで、[操作] > [アドオン] を選択します。

3. コアコンポーネント タブで、[ACK 仮想ノード] コンポーネントを見つけ、インストール または アップグレード をクリックして必要なバージョンにします。

   クラスター詳細ページの左側メニューで [Operations] > [Component Management] を選択して、コンポーネント管理ページに移動することもできます。

4. [ACK 仮想ノード] をインストールする前に [Activate and Authorize ACS] のプロンプトが表示された場合は、画面の指示に従ってください。ACS を有効化して必要な権限を付与した後、OK をクリックしてインストールを続行してください。

5. インストールが完了したら、左側メニューでノード > ノード を選択します。新しい仮想ノードの名前は、デフォルトで virtual-kubelet- で始まります。

例：ACS CPU コンピューティングパワーの使用

[ACK 仮想ノード] コンポーネントが前提条件で指定されたバージョンにインストールまたはアップグレードされると、ACS と ECI の両方のコンピューティングパワーをサポートします。

ACK で ACS CPU コンピューティングパワーを使用するには、次の手順を実行します：

1. nodeSelector、ノードアフィニティ、ResourcePolicy などの方法を使用するか、alibabacloud.com/acs: "true" ラベルを追加して、Pod を仮想ノードにスケジューリングします。詳細については、「ノードアフィニティ」をご参照ください。

   説明

   alibabacloud.com/acs: "true" ラベルを使用したスケジューリングは、ACK Serverless クラスターではサポートされていません。現在、ACK Pro クラスター、ACK 専用クラスター、ACK One 登録済みクラスター、およびACK Edge クラスターでサポートされています。

2. ラベル alibabacloud.com/compute-class:<compute-type> を使用して、ACS Pod のインスタンスタイプを指定します。ACS インスタンスタイプの詳細については、「ACS Pod インスタンス」をご参照ください。

次の手順で詳細な例を示します：

1. Deployment をデプロイします。

   重要

   alibabacloud.com/acs: "true" ラベルを追加して Pod をスケジューリングする場合、WaitForFirstConsumer タイプの StorageClass はサポートされません。したがって、ACK クラスターで ACS コンピューティングパワーを使用し、ACS Pod がクラウドディスクをマウントする必要がある場合は、nodeSelector または ResourcePolicy を使用して Pod を仮想ノードにスケジューリングしてください。ResourcePolicy の設定方法の詳細については、「ACK Pro クラスターは ECS と ACS のコンピューティングパワーのハイブリッドスケジューリングをサポート」をご参照ください。

   NodeSelector

   1. 次のコマンドを実行して、仮想ノードのラベルを表示します。virtual-kubelet-cn-hangzhou-k を実際の仮想ノード名に置き換えてください。

      kubectl get node virtual-kubelet-cn-hangzhou-k -oyaml

      次の出力は、labels セクションのスニペットです：

      apiVersion: v1
      kind: Node
      metadata:
        labels:
          kubernetes.io/arch: amd64
          kubernetes.io/hostname: virtual-kubelet-cn-hangzhou-k
          kubernetes.io/os: linux
          kubernetes.io/role: agent
          service.alibabacloud.com/exclude-node: "true"
          topology.diskplugin.csi.alibabacloud.com/zone: cn-hangzhou-k
          topology.kubernetes.io/region: cn-hangzhou
          topology.kubernetes.io/zone: cn-hangzhou-k
          type: virtual-kubelet # このラベルを使用して、Pod を仮想ノードにスケジューリングします。
        name: virtual-kubelet-cn-hangzhou-k
      spec:
        taints:
        - effect: NoSchedule
          key: virtual-kubelet.io/provider
          value: alibabacloud 

   2. 次の内容で nginx.yaml という名前のファイルを作成し、2 つの Pod をデプロイします。

      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      metadata:
        name: nginx
        labels:
          app: nginx
      spec:
        replicas: 2
        selector:
          matchLabels:
            app: nginx
        template:
          metadata:
            name: nginx
            labels:
              app: nginx 
              alibabacloud.com/compute-class: general-purpose # ACS Pod のコンピューティングクラスを指定します。デフォルト：general-purpose。
              alibabacloud.com/compute-qos: default # ACS Pod の QoS クラスを指定します。デフォルト：default。
          spec:
            nodeSelector:
              type: virtual-kubelet # Pod を仮想ノードにスケジューリングします。
            tolerations:
            - key: "virtual-kubelet.io/provider" # 仮想ノードの Taint を許容 (Tolerate) します。
              operator: "Exists"
              effect: "NoSchedule"
            containers:
            - name: nginx
              image: registry.openanolis.cn/openanolis/nginx:1.14.1-8.6
              resources:
                limits:
                  cpu: 2
                requests:
                  cpu: 2

   3. NGINX アプリケーションを作成し、デプロイ結果を確認します。

      1. 次のコマンドを実行して、NGINX アプリケーションを作成します。

         kubectl apply -f nginx.yaml 

      2. 次のコマンドを実行して、デプロイ結果を確認します。

         kubectl get pods -o wide

         期待される出力：

         NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE                            NOMINATED NODE   READINESS GATES
         nginx-9cdf7bbf9-s****   1/1     Running   0          36s   10.0.6.68        virtual-kubelet-cn-hangzhou-j   <none>           <none>
         nginx-9cdf7bbf9-v****   1/1     Running   0          36s   10.0.6.67        virtual-kubelet-cn-hangzhou-k   <none>           <none>

         出力は、nodeSelector が 2 つの Pod をラベル type=virtual-kubelet を持つノードにスケジューリングしたことを示しています。

   Pod ラベルスケジューリング

   1. 次の内容で nginx.yaml という名前のファイルを作成します。

      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      metadata:
        name: nginx
        labels:
          app: nginx
      spec:
        replicas: 2
        selector:
          matchLabels:
            app: nginx
        template:
          metadata:
            labels:
              app: nginx 
              alibabacloud.com/acs: "true" # ACS コンピューティングパワーを使用するように Pod を設定します。
              alibabacloud.com/compute-class: general-purpose # ACS Pod のコンピューティングクラスを指定します。デフォルト：general-purpose。
              alibabacloud.com/compute-qos: default # ACS Pod の QoS クラスを指定します。デフォルト：default。
          spec:
            containers:
            - name: nginx
              image: registry.openanolis.cn/openanolis/nginx:1.14.1-8.6
              resources:
                limits:
                  cpu: 2
                requests:
                  cpu: 2

   2. NGINX アプリケーションを作成し、デプロイ結果を確認します。

      1. 次のコマンドを実行して、NGINX アプリケーションを作成します。

         kubectl apply -f nginx.yaml 

      2. 次のコマンドを実行して、デプロイ結果を確認します。

         kubectl get pods -o wide

         期待される出力：

         NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE                            NOMINATED NODE   READINESS GATES
         nginx-9cdf7bbf9-s****   1/1     Running   0          36s   10.0.6.68        virtual-kubelet-cn-hangzhou-j   <none>           <none>
         nginx-9cdf7bbf9-v****   1/1     Running   0          36s   10.0.6.67        virtual-kubelet-cn-hangzhou-k   <none>           <none>

         出力は、Pod が alibabacloud.com/acs: "true" ラベルで指定されたとおりに仮想ノードにスケジューリングされていることを示しています。

2. NGINX Pod の詳細を確認して、それが ACS Pod インスタンスであることを確認します。

   1. 次のコマンドを実行して、NGINX Pod の詳細を表示します。

      kubectl describe pod nginx-9cdf7bbf9-s**** 

      期待される出力 (主要情報)：

      Annotations:      ProviderCreate: done
                        alibabacloud.com/client-token: edf29202-54ac-438e-9626-a1ca007xxxxx
                        alibabacloud.com/instance-id: acs-2ze008giupcyaqbxxxxx
                        alibabacloud.com/pod-ephemeral-storage: 30Gi
                        alibabacloud.com/pod-use-spec: 2-4Gi
                        alibabacloud.com/request-id: A0EF3BF3-37E7-5A07-AC2D-68A0CFCxxxxx
                        alibabacloud.com/schedule-result: finished
                        alibabacloud.com/user-id: 14889995898xxxxx
                        kubernetes.io/pod-stream-port: 10250
                        kubernetes.io/preferred-scheduling-node: virtual-kubelet-cn-hangzhou-j/1
                        kubernetes.io/resource-type: serverless

      alibabacloud.com/instance-id: acs-2ze008giupcyaqbxxxxx アノテーションは、Pod が ACS Pod インスタンスであることを確認します。

例：ACS GPU コンピューティングパワーの使用

ACS GPU コンピューティングパワーを使用する手順は、ACS CPU コンピューティングパワーの場合と似ていますが、特定のコンポーネントバージョンといくつかの追加設定が必要です。

...     
     labels:
        # ラベルで ACS GPU リソース要件を宣言します。
        alibabacloud.com/compute-class: gpu     # GPUタイプには、固定値 'gpu' を使用します。
        alibabacloud.com/compute-qos: default   # QoSクラス。これは、通常のACSコンピューティングパワーと同じ意味を持ちます。
        alibabacloud.com/gpu-model-series: example-model  # GPU モデルシリーズ。T4 など、実際のモデルに置き換えてください。
...

Example: Use ACS GPU HPN computing power

The process for using ACS GPU HPN computing power is similar to that for ACS CPU computing power, but with the following requirements:

• This feature is supported only in ACK Pro clusters, ACK One registered clusters, and ACK One distributed workflow Argo clusters.

• You must purchase GPU-HPN capacity reservations in advance and associate them with your cluster.

• The kube-scheduler version must meet the following requirements:

  Kubernetes version	kube-scheduler version
  1.28	v1.28.12-aliyun-6.9.3.cd73f3fe or later.
  1.30	v1.30.3-aliyun.6.9.3.ce7e2faf or later.
  1.31	v1.31.0-aliyun.6.9.3.051bb0e8 or later.
  1.32	v1.32.0-aliyun.6.9.3.515ac311 or later.
  1.33	v1.33.0-aliyun.6.9.4.8b58e6b4 or later.

• The ACK Virtual Node component must be v2.15.0 or later.

...     
labels:
  # Declare the ACS GPU resource requirement in the labels.
  alibabacloud.com/compute-class: gpu-hpn     # Must be set to gpu-hpn.
  alibabacloud.com/compute-qos: default   # The QoS class. This has the same meaning as for regular ACS computing power.
...