ゾーン全体にポッドを分散するためのトポロジスプレッド制約の使用 - Container Compute Service

高可用性は、分散アプリケーションにとって不可欠です。 Alibaba Cloud Container Service for Kubernetes (ACK) クラスターでは、Kubernetes ネイティブのスケジューリングセマンティクスに基づいて、ゾーン全体に分散アプリケーションを分散することで、高可用性を確保できます。トポロジスプレッド制約の TopologyKey フィールドを設定してトポロジラベルを追加することで、ゾーン全体にワークロードを分散できます。このトピックでは、ACK におけるトポロジスプレッド制約の制限と使用方法について説明します。

前提条件

kube-scheduler がインストールされており、そのバージョンが以下の要件を満たしていること。
ACK クラスタバージョン
スケジューラーバージョン
1.31
v1.31.0-aliyun-1.2.0 以降
1.30
v1.30.3-aliyun-1.1.1 以降
1.28
v1.28.9-aliyun-1.1.0 以降
acs-virtual-node がインストールされており、そのバージョンが v2.12.0-acs.4 以降であること。

使用上の注意

ACK クラスタ内のすべてのノードは仮想ノードです。トポロジスプレッド制約の TopologyKey フィールドを設定して仮想ノードにトポロジラベルを追加することで、ゾーン全体にワークロードを分散できます。

次の表は、ACK でサポートされているさまざまなタイプのノードのトポロジラベルを示しています。

仮想ノードタイプ	ラベル	説明	例
標準仮想ノード	topology.kubernetes.io/zone	ネットワークゾーン	topology.kubernetes.io/zone: cn-shanghai-b
GPU-HPN 仮想ノード	topology.kubernetes.io/zone	ネットワークゾーン	topology.kubernetes.io/zone: cn-shanghai-b
GPU-HPN 仮想ノード	alibabacloud.com/hpn-zone	高性能ネットワークゾーン	alibabacloud.com/hpn-zone: B1

ACK はさまざまなコンピュートクラスをサポートしています。異なるコンピュートクラスのポッドに対してトポロジ分散制約の他のフィールドを設定する場合、次の制約があります。

コンピュートクラス	フィールド	説明	制約
汎用パフォーマンス向上	labelSelector	このフィールドは、一致するポッドを見つけるために使用されます。このラベルセレクターに一致するポッドがカウントされ、トポロジドメイン内のポッド数が決定されます。	GPU アクセラレーションポッドと GPU-HPN ポッドはカウントされません。
汎用パフォーマンス向上	matchLabelKeys	分散の計算対象となるポッドを選択するために使用されるポッドラベルキーのリスト。	GPU アクセラレーションポッドと GPU-HPN ポッドはカウントされません。
GPU アクセラレーション GPU-HPN	labelSelector	このフィールドは、一致するポッドを見つけるために使用されます。このラベルセレクターに一致するポッドがカウントされ、トポロジドメイン内のポッド数が決定されます。	汎用やパフォーマンス向上などの他のコンピュートクラスのポッドはカウントされません。
	matchLabelKeys	分散の計算対象となるポッドを選択するために使用されるポッドラベルキーのリスト。	汎用やパフォーマンス向上などの他のコンピュートクラスのポッドはカウントされません。
	nodeAffinityPolicy	このフィールドは、ポッドトポロジスプレッドスキューの計算時に、ポッドの nodeAffinity または nodeSelector をどのように扱うかを指定します。	サポートされていません。
	nodeTaintsPolicy	このフィールドは、ポッドトポロジスプレッドスキューの計算時に、ノードの汚染をどのように扱うかを指定します。	サポートされていません。

フィールドの詳細については、「Pod Topology Spread Constraints」をご参照ください。

手順

次のコマンドを実行して、クラスタ内のノードを表示します。

kubectl get node

期待される出力:

NAME                            STATUS   ROLES   AGE     VERSION
virtual-kubelet-cn-hangzhou-i   Ready    agent   5h42m   v1.28.3-xx
virtual-kubelet-cn-hangzhou-j   Ready    agent   5h42m   v1.28.3-xx

dep-spread-demo.yaml という名前のファイルを作成し、次の内容をファイルに追加します。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: dep-spread-demo
  labels:
    app: spread-demo
spec:
  replicas: 4
  selector:
    matchLabels:
      app: spread-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: spread-demo
    spec:
      containers:
      - name: spread-demo
        image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/acs/stress:v1.0.4
        command:
        - "sleep"
        - "infinity"
      # スプレッド制約を指定します。 maxSkew の値は、ゾーン間のポッド数の差が 1 を超えることができないことを示します。
      topologySpreadConstraints:
      - maxSkew: 1
        topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
        whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
        labelSelector:
          matchLabels:
            app: spread-demo

次のコマンドを実行して、dep-spread-demo をクラスタにデプロイします。
```
kubectl apply -f dep-spread-demo.yaml
```

次のコマンドを実行して、ポッドの分散結果を表示します。

kubectl get pod -o wide

期待される出力:

NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE                            NOMINATED NODE   READINESS GATES
dep-spread-demo-7c656dbf5f-6twkc   1/1     Running   0          2m29s   192.168.xx.xxx   virtual-kubelet-cn-hangzhou-i   <none>           <none>
dep-spread-demo-7c656dbf5f-cgxr8   1/1     Running   0          2m29s   192.168.xx.xxx   virtual-kubelet-cn-hangzhou-j   <none>           <none>
dep-spread-demo-7c656dbf5f-f4fz9   1/1     Running   0          2m29s   192.168.xx.xxx   virtual-kubelet-cn-hangzhou-j   <none>           <none>
dep-spread-demo-7c656dbf5f-kc6xf   1/1     Running   0          2m29s   192.168.xx.xxx   virtual-kubelet-cn-hangzhou-i   <none>           <none>

出力は、4 つのポッドが 2 つのゾーンに分散されていることを示しています。

ACK クラスタバージョン	スケジューラーバージョン
1.31	v1.31.0-aliyun-1.2.0 以降
1.30	v1.30.3-aliyun-1.1.1 以降
1.28	v1.28.9-aliyun-1.1.0 以降