Py学习  »  docker

nvidia-docker2 在 Kubernetes 上实践

HULK一线技术杂谈 • 5 年前 • 458 次点击  

女主宣言

nvida-docker2 可以帮助我们将旧的加速计算应用程序容器化,将特定的 GPU 资源分配给容器,并可以轻松地跨不同的环境共享应用程序、协同工作和测试应用程序。今天带来的分享是有关 nvidia-docker2 在大规模 Kubernetes 集群上的实践记录。本文首发于 OpsDev.cn,转载已获取作者授权。

PS:丰富的一线技术、多元化的表现形式,尽在“HULK一线技术杂谈”,点关注哦!

The Dunes in Mars' Wirtz Crater

by NASA IOTD


现在公司线上所有的k8s集群对GPU资源的使用都是nvidia-docker 1.0(历史遗留问题)。但是现在的kubernetes1.9推荐使用device plugin的方式来对接外部厂商的资源。这样所有的厂商资源就不要kubernetes去特定的支持,而是各服务厂商只要按照kubernetes提供的device plugin实现自己的一套就可以了。今天就针对nvidia-docker2.0 进行了下测试。在此做下记录。


1

实验环境

  • CentOS Linux release 7.2.1511 (Core)

  • kuberntes: 1.9

  • GPU: nvidia-tesla-k80


2

Installation (version 2.0)

 

直接参照官方的安装教程: Installation (version 2.0))

https://github.com/nvidia/nvidia-docker/wiki/Installation-(version-2.0)


在安装nvidia-docker 2.0需要做一些准备的工作,要求如下:


  • GNU/Linux x86_64 with kernel version > 3.10

  • Docker >= 1.12

  • NVIDIA GPU with Architecture > Fermi (2.1)

  • NVIDIA drivers~= 361.93 (untested on older versions)


Your driver version might limit your CUDA capabilities 

(see CUDA requirements)

https://github.com/nvidia/nvidia-docker/wiki/CUDA#requirements


简单的描述下安装的过程:

CentOS 7 (docker-ce), RHEL 7.4/7.5 (docker-ce), Amazon Linux 1/2


# If you have nvidia-docker 1.0 installed: we need to remove it and all existing GPU containers

docker volume ls -q -f driver=nvidia-docker | xargs -r -I{} -n1 docker ps -q -a -f volume={} | xargs -r docker rm -f

sudo yum remove nvidia-docker


# Add the package repositories

distribution=$(. /etc/os-release;echo $ID$VERSION_ID)

curl -s -L https://nvidia.github.io/nvidia-docker/$distribution/nvidia-docker.repo | \

  sudo tee /etc/yum.repos.d/nvidia-docker.repo


# Install nvidia-docker2 and reload the Docker daemon configuration

sudo yum install -y nvidia-docker2

sudo pkill -SIGHUP dockerd


# Test nvidia-smi with the latest official CUDA image

docker run --runtime=nvidia --rm nvidia/cuda:9.0-base nvidia-smi

nvidia-docker 2.0安装完成之后,需要配置docker的runtime为nvidia-container-runtime。


具体的内容如下:

{

    "default-runtime":"nvidia",

    "runtimes": {

        "nvidia": {

          "path": "/usr/bin/nvidia-container-runtime",

          "runtimeArgs": []

        }

    },

}

重新启动docker服务:

systemctl restart docker

注意:If you have a custom /etc/docker/daemon.json, the nvidia-docker2 package might override it.


3

GPU on kubernetes

简述的描述下现在kubernetes对GPU的支持情况。kubernetes在1.6版本就开始对nvidia GPU的支持,并且仍然在不断的优化改进中。kubernetes对AMD GPU的支持是在1.9版本才支持。但是现在kubernetes仍然还没有支持多容器使用同一块GPU卡的情况。这样就会造成GPU资源的浪费。


kubernetes 官方文档描述:


Each container can request one or more GPUs. It is not possible to request a fraction of a GPU.

nvidia-docker2.0 已经安装完成了,继续,下来就是如何在kubernetes上使用了。kubernetes要调度GPU 有这么几点要求:


  • 开启kubernetes对GPU的支持。(在1.10之前需要指定--feature-gates="DevicePlugins=true"。1.10之后就不需要在指定了)。

  • 在kubernetes计算节点安装GPU drivers及device plugin。


对Device Plugins进行下简单的描述:


从kuberntes 1.8版本开始提供一套device plugin framework来为服务厂商接入它们自己的资源(GPUs, High-performance NICs, FPGAs)。而不需要更改kubernetes的源码。


现在我们只关心Nvidia-GPU,让我们来部署GPU device plugin, 具体的部署流程如下:


nvidia-docker-plugin.yml

apiVersion: extensions/v1beta1

kind: DaemonSet

metadata:

  name: nvidia-device-plugin-daemonset

  namespace: kube-system

spec:

  template:

    metadata:

      # Mark this pod as a critical add-on; when enabled, the critical add-on scheduler

      # reserves resources for critical add-on pods so that they can be rescheduled after

      # a failure.  This annotation works in tandem with the toleration below.

      annotations:

        scheduler.alpha.kubernetes.io/critical-pod: ""

      labels:

        name: nvidia-device-plugin-ds

    spec:

      tolerations:

      # Allow this pod to be rescheduled while the node is in "critical add-ons only" mode.

      # This, along with the annotation above marks this pod as a critical add-on.

      - key: CriticalAddonsOnly

        operator: Exists

      containers:

      - image: nvidia/k8s-device-plugin:1.9

        name: nvidia-device-plugin-ctr

        securityContext:

          allowPrivilegeEscalation: false

          capabilities:

            drop: ["ALL"]

        volumeMounts:

          - name: device-plugin

            mountPath: /var/lib/kubelet/device-plugins

      volumes:

        - name: device-plugin

          hostPath:

            path: /var/lib/kubelet/device-plugins

创建GPU-device-plugin资源:

kubectl create -f nvidia-docker-plugin.yml

创建成功之后,在每台GPU机器上会有nvidia-device-plugin-daemonset的资源。


现在所有的准备工作都完成了。让我们来测试GPU能否正常的调度到GPU机器上吧。测试的gpu-pod资源mainfest内容如下:


nvidia-docker2-gpu-pod.yml

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

  name: cuda-vector-add

spec:

  restartPolicy: OnFailure

  containers:

    - name: cuda-vector-add

      image: "k8s.gcr.io/cuda-vector-add:v0.1"

      resources:

        limits:

          nvidia.com/gpu: 1

  nodeSelector:

    accelerator: nvidia-tesla-k80 # or nvidia-tesla-k80 etc.

根据上面的文件创建资源并进行校验:

kubectl create -f nvidia-docker2-gpu-pod.yml

进入到容器中查看相关的设备及cuda库是否挂载到了容器中,并且验证我们给容器分配的只有一块卡。


4

总结

在kubernetes中使用nvidia-docker 1.0的弊端在于,在使用资源对象进行资源创建的时候,需要在配置中将GPU Driver以volume的方式挂载到容器中,这步需要人为的进行干涉。


但是使用nvidia-docker 2.0的方式不要再在配置中指定GPU Driver的位置,完全有device plugin来做这件事,方便省事儿。并且kubernetes对外提供了device plugin的接口,也方便各个厂商来对自家的资源实现对k8s的无缝接入。


不仅仅是device plugin,kubernetes对容器运行时,也提供了同样的interface的方式,来对外提供对各家运行时的支持,这也就是kubernetes扩展性的强大之处吧。


HULK一线技术杂谈

由360云平台团队打造的技术分享公众号,内容涉及云计算数据库大数据监控泛前端自动化测试等众多技术领域,通过夯实的技术积累和丰富的一线实战经验,为你带来最有料的技术分享


今天看啥 - 高品质阅读平台
本文地址:http://www.jintiankansha.me/t/hrZiC5mGOE
Python社区是高质量的Python/Django开发社区
本文地址:http://www.python88.com/topic/27000
 
458 次点击