--- reviewers: - vishh content_template: templates/concept title: 调度 GPUs --- {{% capture overview %}} Kubernetes 支持对节点上的 AMD 和 NVIDA GPU 进行管理,目前处于**实验**状态。对 NVIDIA GPU 的支持在 v1.6 中加入,已经经历了多次不向后兼容的迭代。而对 AMD GPU 的支持则在 v1.9 中通过 [设备插件](#deploying-amd-gpu-device-plugin) 加入。 这个页面介绍了用户如何在不同的 Kubernetes 版本中使用 GPU,以及当前存在的一些限制。 {{% /capture %}} {{% capture body %}} ## 从 v1.8 起 **从 1.8 版本开始,我们推荐通过 [设备插件](/docs/concepts/cluster-administration/device-plugins) 的方式来使用 GPU。** 在 1.10 版本之前,为了通过设备插件开启 GPU 的支持,我们需要在系统中将 `DevicePlugins` 这一特性开关显式地设置为 true:`--feature-gates="DevicePlugins=true"`。不过, 从 1.10 版本开始,我们就不需要这一步骤了。 接着你需要在主机节点上安装对应厂商的 GPU 驱动并运行对应厂商的设备插件 ([AMD](#deploying-amd-gpu-device-plugin)、[NVIDIA](#deploying-nvidia-gpu-device-plugin))。 当上面的条件都满足,Kubernetes 将会暴露 `nvidia.com/gpu` 或 `amd.com/gpu` 来作为 一种可调度的资源。 你也能通过像请求 `cpu` 或 `memory` 一样请求 `.com/gpu` 来在容器中使用 GPU。然而,当你要通过指定资源请求来使用 GPU 时,存在着以下几点限制: - GPU 仅仅支持在 `limits` 部分被指定,这表明: * 你可以仅仅指定 GPU 的 `limits` 字段而不必须指定 `requests` 字段,因为 Kubernetes 会默认使用 limit 字段的值来作为 request 字段的默认值。 * 你能同时指定 GPU 的 `limits` 和 `requests` 字段,但这两个值必须相等。 * 你不能仅仅指定 GPU 的 `request` 字段而不指定 `limits`。 - 容器(以及 pod)并不会共享 GPU,也不存在对 GPU 的过量使用。 - 每一个容器能够请求一个或多个 GPU。然而只请求一个 GPU 的一部分是不允许的。 下面是一个例子: ```yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: cuda-vector-add spec: restartPolicy: OnFailure containers: - name: cuda-vector-add # https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/v1.7.11/test/images/nvidia-cuda/Dockerfile image: "k8s.gcr.io/cuda-vector-add:v0.1" resources: limits: nvidia.com/gpu: 1 # requesting 1 GPU ``` ### 部署 AMD GPU 设备插件 [官方的 AMD GPU 设备插件](https://github.com/RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin) 有以下要求: - Kubernetes 节点必须预先安装 AMD GPU 的 Linux 驱动。 如果你的集群已经启动并且满足上述要求的话,可以这样部署 AMD 设备插件: ``` # 针对 Kubernetes v1.9 kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin/r1.9/k8s-ds-amdgpu-dp.yaml # 针对 Kubernetes v1.10 kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin/r1.10/k8s-ds-amdgpu-dp.yaml ``` 请到 [RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin](https://github.com/RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin) 报告有关此设备插件的问题。 ### 部署 NVIDIA GPU 设备插件 对于 NVIDIA GPUs,目前存在两种设备插件的实现: #### 官方的 NVIDIA GPU 设备插件 [官方的 NVIDIA GPU 设备插件](https://github.com/NVIDIA/k8s-device-plugin) 有以下要求: - Kubernetes 的节点必须预先安装了 NVIDIA 驱动 - Kubernetes 的节点必须预先安装 [nvidia-docker 2.0](https://github.com/NVIDIA/nvidia-docker) - Docker 的[默认运行时](https://github.com/NVIDIA/k8s-device-plugin#preparing-your-gpu-nodes)必须设置为 nvidia-container-runtime,而不是 runc - NVIDIA 驱动版本 ~= 361.93 如果你的集群已经启动并且满足上述要求的话,可以这样部署 NVIDIA 设备插件: ``` # 针对 Kubernetes v1.8 kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/NVIDIA/k8s-device-plugin/v1.8/nvidia-device-plugin.yml # 针对 Kubernetes v1.9 kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/NVIDIA/k8s-device-plugin/v1.9/nvidia-device-plugin.yml ``` 请到 [NVIDIA/k8s-device-plugin](https://github.com/NVIDIA/k8s-device-plugin) 报告有关此设备插件的问题。 #### GCE 中使用的 NVIDIA GPU 设备插件 [GCE 使用的 NVIDIA GPU 设备插件](https://github.com/GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators/tree/master/cmd/nvidia_gpu) 并不要求使用 nvidia-docker,并且对于任何实现了 Kubernetes CRI 的容器运行时,都应该能够使用。这一实现已经在 [Container-Optimized OS](https://cloud.google.com/container-optimized-os/) 上进行了测试,并且在 1.9 版本之后会有对于 Ubuntu 的实验性代码。 在你 1.12 版本的集群上,你能使用下面的命令来安装 NVIDIA 驱动以及设备插件: ``` # 在容器优化的操作系统上安装 NVIDIA 驱动: kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators/stable/daemonset.yaml # 在 Ubuntu 上安装 NVIDIA 驱动 (实验性质): kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators/stable/nvidia-driver-installer/ubuntu/daemonset.yaml # 安装设备插件: kubectl create -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/kubernetes/release-1.12/cluster/addons/device-plugins/nvidia-gpu/daemonset.yaml ``` 请到 [GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators](https://github.com/GoogleCloudPlatform/container-engine-accelerators) 报告有关此设备插件以及安装方法的问题。 ## 集群内存在不同类型的 NVIDIA GPU 如果集群内部的不同节点上有不同类型的 NVIDIA GPU,那么你可以使用 [节点标签和节点选择器](/docs/tasks/configure-pod-container/assign-pods-nodes/) 来将 pod 调度到合适的节点上。 例如: ```shell # 为你的节点加上它们所拥有的加速器类型的标签 kubectl label nodes accelerator=nvidia-tesla-k80 kubectl label nodes accelerator=nvidia-tesla-p100 ``` 对于 AMD GPUs,您可以部署 [节点标签器](https://github.com/RadeonOpenCompute/k8s-device-plugin/tree/master/cmd/k8s-node-labeller),它会自动给节点打上 GPU 属性标签。目前支持的属性: * 设备 ID (-device-id) * VRAM 大小 (-vram) * SIMD 数量(-simd-count) * 计算单位数量(-cu-count) * 固件和特性版本 (-firmware) * GPU 系列,两个字母的首字母缩写(-family) * SI - Southern Islands * CI - Sea Islands * KV - Kaveri * VI - Volcanic Islands * CZ - Carrizo * AI - Arctic Islands * RV - Raven 示例: $ kubectl describe node cluster-node-23 Name: cluster-node-23 Roles: Labels: beta.amd.com/gpu.cu-count.64=1 beta.amd.com/gpu.device-id.6860=1 beta.amd.com/gpu.family.AI=1 beta.amd.com/gpu.simd-count.256=1 beta.amd.com/gpu.vram.16G=1 beta.kubernetes.io/arch=amd64 beta.kubernetes.io/os=linux kubernetes.io/hostname=cluster-node-23 Annotations: kubeadm.alpha.kubernetes.io/cri-socket: /var/run/dockershim.sock node.alpha.kubernetes.io/ttl: 0 ...... 在 pod 的 spec 字段中指定 GPU 的类型: ```yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: cuda-vector-add spec: restartPolicy: OnFailure containers: - name: cuda-vector-add # https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/v1.7.11/test/images/nvidia-cuda/Dockerfile image: "k8s.gcr.io/cuda-vector-add:v0.1" resources: limits: nvidia.com/gpu: 1 nodeSelector: accelerator: nvidia-tesla-p100 # or nvidia-tesla-k80 etc. ``` 这能够保证 pod 能够被调度到你所指定类型的 GPU 的节点上去。