建立標準叢集來執行容器工作負載

標準

本文說明如何在 Google Distributed Cloud (GDC) 實體隔離區域中建立標準 Kubernetes 叢集。標準叢集提供專案範圍內高度可設定的 Kubernetes 叢集，其中包含最少量的代管服務。與共用叢集相比，標準叢集在服務設定方面更具彈性，但管理負擔也較重。如要進一步瞭解標準叢集，請參閱「Kubernetes 叢集設定」。

標準叢集是區域資源，無法跨越多個可用區。如要在多區域的環境中運作叢集，必須在每個區域中手動建立叢集。

本文適用於應用程式運算子群組中的應用程式開發人員等對象，他們負責管理機構內的容器工作負載。詳情請參閱 GDC 氣隙環境適用的目標對象說明文件。

事前準備

• 確認您已完成適當設定，可存取及管理標準叢集。 詳情請參閱「管理標準叢集的存取權」。

• 如要取得建立標準叢集所需的權限，請要求機構 IAM 管理員授予您專案 IAM 管理員 (project-iam-admin) 和標準叢集管理員 (standard-cluster-admin) 角色。這些角色會繫結至專案命名空間。

• 規劃 Kubernetes 叢集的下列 Google Distributed Cloud (GDC) 氣隙隔離限制：

  • 每個機構 16 個叢集
  • 每個叢集 42 個工作站節點，且至少要有三個工作站節點
  • 每個叢集 4620 個 Pod
  • 每個節點 110 個 Pod

注意： 由於目前有擴充性限制，如果您偏好在 Kubernetes 叢集中分配至少三個工作站節點，則必須將工作站節點的機器類型分配為 n2-standard-8，或使用 GPU 機器。

規劃 Pod CIDR 區塊

如要為工作負載分配適當大小的 Pod CIDR 區塊，您必須先計算 Kubernetes 叢集所需的 IP 位址數量，再建立叢集。叢集建立後，大多數網路參數就無法再變更。

Kubernetes 叢集會遵循下列邏輯分配 IP 位址：

• Kubernetes 會為每個節點指派 /24 CIDR 區塊，內含 256 個位址。這個數量符合 Kubernetes 叢集每個節點預設最多 110 個 Pod 的上限。
• 指派給節點的 CIDR 區塊大小取決於每個節點的最大 Pod 數值。
• 區塊一律包含每個節點的最大 Pod 數至少兩倍的位址。

請參閱以下範例，瞭解如何計算 Per node mask size= /24 的預設值，以容納 110 個 Pod：

Maximum pods per node = 110
Total number of IP addresses required = 2 * 110 = 220

Per node mask size = /24
Number of IP addresses in a /24 = 2(32 - 24) = 256

根據所需節點數，判斷要為 Kubernetes 叢集設定的必要 Pod CIDR 遮罩。設定 CIDR 範圍時，請規劃叢集未來新增節點的作業：

  Total number of nodes supported = 2(Per node mask size - pod CIDR mask)

由於每個節點的遮罩大小預設為 /24，請參閱下表，瞭解 Pod CIDR 遮罩對應支援的節點數量。

Pod CIDR 遮罩	計算方式： 2^(每個節點的遮罩大小 - CIDR 遮罩)	支援的節點數量上限，包括控制層節點
/21	2^(24 - 21)	8
/20	2^(24-20)	16
/19	2^(24 - 19)	32
/18	2^(24 - 18)	64

警告： 如果提供的 CIDR 遮罩不足，叢集建立作業可能會停滯在協調階段，且 Pod 會顯示 CrashLoopBackOff 狀態。

計算 Kubernetes 叢集的 Pod CIDR 區塊後，請在下一節中，於叢集建立工作流程中設定該區塊。

建立標準叢集

如要建立標準叢集，請完成下列步驟：

API

1. 建立 Cluster 自訂資源，並儲存為 YAML 檔案，例如 cluster.yaml：

   apiVersion: cluster.gdc.goog/v1
   kind: Cluster
   metadata:
     name: CLUSTER_NAME
     namespace: PROJECT_NAME
   spec:
     clusterNetwork:
       podCIDRSize: POD_CIDR
       serviceCIDRSize: SERVICE_CIDR
     initialVersion:
       kubernetesVersion: KUBERNETES_VERSION
     nodePools:
     - machineTypeName: MACHINE_TYPE
       name: NODE_POOL_NAME
       nodeCount: NUMBER_OF_WORKER_NODES
       taints: TAINTS
       labels: LABELS
       acceleratorOptions:
         gpuPartitionScheme: GPU_PARTITION_SCHEME
     releaseChannel:
       channel: UNSPECIFIED
   

   更改下列內容：

   • CLUSTER_NAME：叢集名稱。叢集名稱結尾不得為 -system。-system 後置字串保留給 GDC 建立的叢集。
   • PROJECT_NAME：要在其中建立叢集的專案名稱。
   • POD_CIDR：網路範圍的大小，Pod 虛擬 IP 位址會從這個範圍分配。如未設定，系統會使用預設值 21。
   • SERVICE_CIDR：網路範圍的大小，服務虛擬 IP 位址會從這個範圍分配。如未設定，系統會使用預設值 23。
   • KUBERNETES_VERSION：叢集的 Kubernetes 版本，例如 1.26.5-gke.2100。如要列出可供設定的 Kubernetes 版本，請參閱「列出叢集可用的 Kubernetes 版本」。
   • MACHINE_TYPE：節點集區工作站節點的機器類型。如要瞭解可設定的項目，請參閱可用的機器類型。
   • NODE_POOL_NAME：節點集區的名稱。
   • NUMBER_OF_WORKER_NODES：要在節點集區中佈建的工作站節點數量。
   • TAINTS：要套用至這個節點集區節點的 taint。此為選填欄位。
   • LABELS：要套用至這個節點集區節點的標籤。其中包含鍵/值組合清單。這是選填欄位。
   • GPU_PARTITION_SCHEME：GPU 分割配置 (如果您執行 GPU 工作負載)。此為選填欄位。 例如，mixed-2。如果未設定這個欄位，GPU 就不會分割。如要進一步瞭解可用的多重執行個體 GPU (MIG) 設定檔，請參閱「支援的 MIG 設定檔」。
   注意： 叢集節點集區建立完成後，您就無法編輯節點設定，例如 GPU 分割。

2. 將自訂資源套用至 GDC 執行個體：

   kubectl apply -f cluster.yaml --kubeconfig MANAGEMENT_API_SERVER
   

   將 MANAGEMENT_API_SERVER 替換為區域 API 伺服器的 kubeconfig 路徑。如果您尚未在目標區域中為 API 伺服器產生 kubeconfig 檔案，請參閱「登入」。

建立標準叢集最多可能需要 60 分鐘。

Terraform

1. 在 Terraform 設定檔中，插入下列程式碼片段：

   provider "kubernetes" {
     config_path = "MANAGEMENT_API_SERVER"
   }
   
   resource "kubernetes_manifest" "cluster-create" {
     manifest = {
       "apiVersion" = "cluster.gdc.goog/v1"
       "kind" = "Cluster"
       "metadata" = {
         "name" = "CLUSTER_NAME"
         "namespace" = "PROJECT_NAME"
       }
       "spec" = {
         "clusterNetwork" = {
           "podCIDRSize" = "POD_CIDR"
           "serviceCIDRSize" = "SERVICE_CIDR"
         }
         "initialVersion" = {
           "kubernetesVersion" = "KUBERNETES_VERSION"
         }
         "nodePools" = [{
           "machineTypeName" = "MACHINE_TYPE"
           "name" = "NODE_POOL_NAME"
           "nodeCount" = "NUMBER_OF_WORKER_NODES"
           "taints" = "TAINTS"
           "labels" = "LABELS"
           "acceleratorOptions" = {
             "gpuPartitionScheme" = "GPU_PARTITION_SCHEME"
           }
         }]
         "releaseChannel" = {
           "channel" = "UNSPECIFIED"
         }
       }
     }
   }
   

   更改下列內容：

   • MANAGEMENT_API_SERVER：區域 API 伺服器的 kubeconfig 路徑。如果您尚未在目標區域中為 API 伺服器產生 kubeconfig 檔案，請參閱「登入」。
   • CLUSTER_NAME：叢集名稱。叢集名稱結尾不得為 -system。-system 後置字串保留給 GDC 建立的叢集。
   • PROJECT_NAME：要在其中建立叢集的專案名稱。
   • POD_CIDR：網路範圍的大小，Pod 虛擬 IP 位址會從這個範圍分配。如未設定，系統會使用預設值 21。
   • SERVICE_CIDR：網路範圍的大小，服務虛擬 IP 位址會從這個範圍分配。如未設定，系統會使用預設值 23。
   • KUBERNETES_VERSION：叢集的 Kubernetes 版本，例如 1.26.5-gke.2100。如要列出可供設定的 Kubernetes 版本，請參閱「列出叢集可用的 Kubernetes 版本」。
   • MACHINE_TYPE：節點集區工作站節點的機器類型。如要瞭解可設定的項目，請參閱可用的機器類型。
   • NODE_POOL_NAME：節點集區的名稱。
   • NUMBER_OF_WORKER_NODES：要在節點集區中佈建的工作站節點數量。
   • TAINTS：要套用至這個節點集區節點的 taint。此為選填欄位。
   • LABELS：要套用至這個節點集區節點的標籤。其中包含鍵/值組合清單。這是選填欄位。
   • GPU_PARTITION_SCHEME：GPU 分割配置 (如果您執行 GPU 工作負載)。此為選填欄位。 例如，mixed-2。如果未設定這個欄位，GPU 就不會分割。如要進一步瞭解可用的多重執行個體 GPU (MIG) 設定檔，請參閱「支援的 MIG 設定檔」。

2. 使用 Terraform 套用新的標準叢集：

   terraform apply
   

建立標準叢集最多可能需要 60 分鐘。

後續步驟

• 管理 Standard 叢集的存取權
• 部署高可用性容器應用程式
• GDC 中的容器工作負載
• 資源階層結構
• 為標準叢集設定 Cloud NAT