אשכולות Kubernetes ב-GDC

במאמר הזה מוסבר על האפשרויות והיכולות של אשכולות Kubernetes שזמינות ב-Google Distributed Cloud ‏ (GDC) עם פער אבטחה. אשכולות Kubernetes מספקים שירות Kubernetes מנוהל באמצעות Google Kubernetes Engine‏ (GKE), שמאפשר לפרוס ולהריץ עומסי עבודה של קונטיינרים באמצעות מתודולוגיות Kubernetes שהן תקן בתעשייה.

המסמך הזה מיועד לקהלים כמו אדמינים של IT בקבוצת האדמינים של הפלטפורמה ומפתחי אפליקציות בקבוצת מפעילים של אפליקציות, שאחראים על ניהול עומסי עבודה של קונטיינרים בארגון שלהם. מידע נוסף מופיע במאמרי העזרה בנושא קהלים ב-GDC עם פער אבטחה.

‫GKE בסביבה מנותקת

‫GKE on GDC הוא שירות מנוהל של Kubernetes שמביא את התכונות והפונקציונליות העיקריות של GKE לסביבה המנותקת שלכם. לצורך התיעוד, אשכולות שמנוהלים על ידי GKE ב-GDC נקראים אשכולות Kubernetes. מידע נוסף על מושגים ב-Kubernetes זמין במאמר הסבר על Kubernetes.

‫GKE on GDC מאפשר לכם ליצור ולנהל עומסי עבודה של קונטיינרים בסביבה מנותקת, בדומה לשימוש ב-GKE ב- Google Cloud.

בטבלה הבאה מוצגת השוואה בין אשכולות ב-GDC לבין Google Cloud:

התכונה תיאור GKE on GDC ‫GKE on Google Cloud
מנותק לחלוטין אפשר להשתמש בו בסביבה ללא חיבור לאינטרנט. כן לא
פתרון גיבוי שירות ליצירת עותקים של נתונים והגדרות עבור אשכול, כדי להבטיח את ההגנה על הנתונים ולאפשר שחזור במקרה של כשלים, שגיאות או מתקפות סייבר. גיבוי ל-GDC גיבוי ל-GKE
רישום ביומן ומעקב משולבים שירות שמשלב איסוף וניתוח של יומנים עם מעקב אחרי מדדי ביצועים מרכזיים, כדי לספק תצוגה מקיפה של התנהגות האשכול. ‫Prometheus,‏ Grafana ו-Loki Cloud Logging ו-Cloud Monitoring
מאגר קונטיינרים מנוהל שירות שמארח ומארגן קובצי אימג' של קונטיינרים, ומטפל בתשתית, בזמינות ובאבטחה של קובצי האימג' האלה. Managed Harbor Service Artifact Registry
בידוד קונטיינרים אפשרות להפריד בין אפליקציות במאגר לבין התלויות שלהן, כך שהן לא תלויות זו בזו ולא במערכת המארחת. כן כן
תמיכה ב-GPU וב-TPU יחידות מחשוב עתיר ביצועים שמאפשרות יכולות עיבוד משופרות. יחידות GPU בלבד יחידות GPU ויחידות TPU
התאמה אופקית של קבוצות Pod לעומס התאמה אוטומטית של מספר העותקים של ה-Pod בפריסה או בעומס עבודה אחר על סמך מדדים שנצפו, כמו שימוש במעבד (CPU) או בזיכרון. כן כן
מאגרי Linux סביבה מבודדת להרצת אפליקציות במארח Linux. כן כן
ממשק משתמש לאשכולות ממשק גרפי שמאפשר לנהל ולנטר אשכול בצורה ויזואלית וידידותית למשתמש. אשכול משותף בלבד כן
ממשק משתמש למשאבי אשכול ממשק גרפי שמאפשר לנהל ולעקוב אחרי עומסי העבודה של הקונטיינר באשכול בצורה ויזואלית וידידותית למשתמש. תצוגה בלבד כן

מידע נוסף על GKE ועל כל התכונות שזמינות בגרסה ציבורית Google Cloudמופיע במאמר עיון במסמכי GKE.

היתרונות של אשכולות Kubernetes

‫GKE on GDC מספק יתרונות מרכזיים לאשכולות Kubernetes, כמו:

  • ניהול מחזור החיים של כמה אשכולות: פריסת כמה אשכולות ב-GDC בו-זמנית למגוון מופעים מתארחים של עומסי העבודה של הקונטיינרים.
  • הפצת Kubernetes עם תמיכה מלאה: יצירת אשכולות עם תכונות עדכניות של Kubernetes.
  • שקיפות של העלויות: מעקב אחרי השימוש ותובנות בזמן אמת, שעוזרים לכם לעקוב באופן רציף אחרי העלויות של Kubernetes.
  • ניהול של כמה צוותים: אפשר לתת לכמה קבוצות משתמשים גישה לאשכולות Kubernetes כדי ליצור גבולות ניהול גמישים.
  • תהליכי עבודה אוטומטיים ב-Kubernetes: אפשר להסתמך על הקצאת צמתים אוטומטית ועל שינוי גודל אוטומטי של פודים אופקיים כדי לנהל בצורה חלקה את עומסי העבודה של הקונטיינרים.

כל התכונות האלה כלולות כסטנדרט ב-GKE on GDC, וזמינות לשימוש עם אשכולות שנוצרו על ידי שירות Kubernetes המנוהל.

ארכיטקטורת אשכול GDC

אשכולות Kubernetes מופרדים זה מזה באופן לוגי כדי לספק תחומים שונים של כשלים והבטחות בידוד. במקרים מסוימים, הם אפילו מופרדים פיזית.

אתם יכולים להגדיר אשכול Kubernetes כאשכול משותף או כאשכול רגיל. אשכול משותף משתרע על פני כמה פרויקטים. אשכול רגיל מוגבל לפרויקט אחד. מידע נוסף זמין במאמר בנושא הגדרות של אשכול Kubernetes.

אשכול Kubernetes מורכב מרמת בקרה וממכונות עבודה שנקראות צמתים. מערכת התזמור של אשכול Kubernetes מורכבת מרמת הבקרה ומהצמתים. ‫GKE on GDC מנהל את כל התשתית הבסיסית של אשכולות, כולל מישור הבקרה וכל רכיבי המערכת. אתם אחראים לניהול של צמתי העובדים שמריצים את עומסי העבודה שלכם במכולות.

התרשים הבא מציג את הארכיטקטורה של אשכול Kubernetes:

אשכול Kubernetes מורכב מרמת בקרה, מצמתים וממשאבים.

בתרשים הזה מוצג אשכול Kubernetes עם הרכיבים הבאים:

מידע על מישור הבקרה

מישור הבקרה מפעיל תהליכים כמו שרת ה-API של Kubernetes, מתזמן ובקרי משאבים מרכזיים. ‫GKE on GDC מנהל את מחזור החיים של מישור הבקרה, החל מיצירת האשכול ועד למחיקתו. השדרוגים כוללים שדרוגים לגרסת Kubernetes שפועלת במישור הבקרה, ש-GDC מבצעת באופן אוטומטי, או באופן ידני לפי בקשתכם אם אתם מעדיפים לשדרג לפני לוח הזמנים האוטומטי.

מישור הבקרה ו-Kubernetes API

מישור הבקרה הוא נקודת הקצה המאוחדת של האשכול. האינטראקציה עם רמת הבקרה מתבצעת באמצעות קריאות ל-Kubernetes API. מישור הבקרה מריץ את תהליך שרת ה-API של Kubernetes, או kube-apiserver, כדי לטפל בבקשות API. אפשר לבצע קריאות ל-Kubernetes API בדרכים הבאות:

  • שיחות ישירות: KRM
  • קריאות עקיפות: לקוחות של שורת הפקודה של Kubernetes, כמו kubectl CLI או מסוף GDC.

תהליך שרת ה-API הוא מרכז התקשורת של האשכול. כל הרכיבים הפנימיים של האשכול, כמו הצמתים, תהליכי המערכת ובקרי האפליקציות, פועלים כלקוחות של שרת ה-API.

בקשות ה-API שלכם אומרות ל-Kubernetes מה המצב שבחרתם לאובייקטים באשכול. מערכת Kubernetes מנסה לשמור על המצב הזה כל הזמן. ב-Kubernetes אפשר להגדיר אובייקטים ב-API בשיטה אימפרטיבית או בשיטה דקלרטיבית.

ניהול צומתי עובדים

מישור הבקרה מנהל את מה שמופעל בכל הצמתים של האשכול. מישור הבקרה מתזמן את עומסי העבודה ומנהל את מחזור החיים, ההרחבה והשדרוגים של עומסי העבודה. מישור הבקרה גם מנהל את משאבי הרשת והאחסון של עומסי העבודה האלה. רמת הבקרה והצמתים מתקשרים ביניהם באמצעות ממשקי Kubernetes API.

מידע על צמתים

צמתים הם מכונות עבודה שמריצות את האפליקציות בקונטיינרים ועומסי עבודה אחרים. המכונות האישיות הן מכונות וירטואליות (VM) שנוצרות על ידי GKE on GDC. מישור הבקרה מנהל את הסטטוס שכל צומת מדווח על עצמו ומקבל עליו עדכונים.

בצומת מופעלים השירותים שנדרשים לתמיכה בקונטיינרים שמרכיבים את עומסי העבודה של האשכול. הם כוללים את זמן הריצה ואת סוכן הצומת של Kubernetes, או kubelet, שמתקשר עם מישור הבקרה ואחראי על הפעלה והרצה של קונטיינרים שמתוזמנים בצומת.

ב-GKE on GDC פועלים גם מספר קונטיינרים של מערכת שפועלים כסוכנים לכל צומת, שנקראים DaemonSets, ומספקים תכונות כמו איסוף יומנים וקישוריות רשת בתוך האשכול.

הצמתים מקובצים במאגר צמתים, שהוא קבוצה של צמתים באשכול שחולקים את אותה הגדרה ומאפיינים. אי אפשר להגדיר צומת יחיד במאגר צמתים.

מאגרי צמתים בהתאמה אישית שימושיים כשמתזמנים פודים שדורשים יותר משאבים מאחרים, כמו יותר זיכרון או יותר מקום בכונן מקומי. אפשר להשתמש בnode taints אם אתם צריכים יותר שליטה בתזמון של הפודים.

מידע נוסף מופיע במאמר בנושא ניהול מאגרי צמתים.

תצורות של אשכולות Kubernetes

ההגדרות הבאות של האשכול זמינות בשירות GKE on GDC לניהול עומסי עבודה של קונטיינרים בארגון:

  • קלאסטר משותף: קלאסטר Kubernetes בהיקף הארגון שמשתרע על פני כמה פרויקטים ולא מנוהל על ידי פרויקט יחיד, אלא מצורף אליהם.
  • אשכול רגיל: אשכול Kubernetes בהיקף פרויקט שמנהל משאבי אשכול בתוך פרויקט, ולא יכול להתפרס על פני כמה פרויקטים.

אתם יכולים לבחור את האשכול שהכי מתאים לדרישות שלכם לניהול עומסי עבודה של קונטיינרים. מידע נוסף זמין במאמר בנושא הגדרות של אשכול Kubernetes.

עומסי עבודה של GPU באשכול

‫GDC מספק תמיכה במעבדי GPU של NVIDIA עבור אשכולות Kubernetes, והם מריצים את מכשירי ה-GPU שלכם כעומסי עבודה של משתמשים. לדוגמה, יכול להיות שתעדיפו להריץ מחברות (notebooks) של בינה מלאכותית (AI) ולמידת מכונה (ML) בסביבת GPU. כדי לתמוך במכשירי GPU, צריך להקצות מכונות GPU לאשכול. רשימה של סוגי מכונות נתמכים עבור אשכולות Kubernetes ב-GDC זמינה במאמר מכונות של צומתי אשכולות.

הקצאת ה-GPU היא סטטית. ארבעת מעבדי ה-GPU הראשונים תמיד מוקדשים לעומסי עבודה כמו ממשקי API של AI ו-ML שאומנו מראש. ה-GPU האלה לא פועלים באשכול Kubernetes. מעבדי ה-GPU הנותרים זמינים לאשכולות Kubernetes. מחברות AI ו-ML פועלות באשכולות Kubernetes.

חשוב להקצות מכונות GPU לסוגי האשכולות הנכונים כדי לאפשר לרכיבים כמו ממשקי API של AI ו-ML לפעול באשכול. מידע נוסף זמין במאמרים בנושא יצירת אשכול משותף או יצירת אשכול רגיל.

מגבלות ל-GKE ב-GDC

היכולות הבאות של GKE הן מגבלות שלא זמינות ב-GKE ב-GDC:

המאמרים הבאים