Gemeinsamen Cluster zum Ausführen von Containerarbeitslasten erstellen

Freigegeben

In diesem Dokument wird beschrieben, wie Sie einen freigegebenen Kubernetes-Cluster in einer GDC-Zone (Google Distributed Cloud) mit Air Gap erstellen. Ein freigegebener Cluster erstreckt sich über mehrere Projekte und umfasst umfassende von GDC verwaltete Dienste, die eine stark vordefinierte Kubernetes-Clusterkonfiguration bieten, die weniger konfigurierbar ist als der Standardcluster. Weitere Informationen zu Standardclustern finden Sie unter Kubernetes-Clusterkonfigurationen.

Gemeinsam genutzte Cluster sind eine zonale Ressource und können nicht mehrere Zonen umfassen. Wenn Sie Cluster in einem Universum mit mehreren Zonen betreiben möchten, müssen Sie Cluster in jeder Zone manuell erstellen.

Dieses Dokument richtet sich an Zielgruppen wie Anwendungsentwickler in der Gruppe der Anwendungsoperatoren, die für die Verwaltung von Containerarbeitslasten in ihrer Organisation verantwortlich sind. Weitere Informationen finden Sie unter Dokumentation zu Zielgruppen für GDC mit Air Gap.

Hinweise

• Bitten Sie den IAM-Administrator Ihrer Organisation, Ihnen die Rolle „User Cluster Admin“ (user-cluster-admin) zuzuweisen, um die erforderlichen Berechtigungen zum Erstellen eines freigegebenen Clusters zu erhalten. Diese Rolle ist nicht an einen Namespace gebunden.

• Planen Sie die folgenden GDC-Limits (Google Distributed Cloud) für Kubernetes-Cluster mit Air Gap ein:

  • 16 Cluster pro Organisation
  • 42 Worker-Knoten pro Cluster und mindestens drei Worker-Knoten
  • 4.620 Pods pro Cluster
  • 110 Pods pro Knoten

Hinweis :Aufgrund einer aktuellen Einschränkung der Skalierbarkeit müssen Sie, wenn Sie mindestens drei Worker-Knoten in Ihrem Kubernetes-Cluster zuweisen möchten, den Maschinentyp für die Worker-Knoten als n2-standard-8 zuweisen oder GPU-Maschinen verwenden.

Pod-CIDR-Block planen

Damit Sie den richtigen CIDR-Block für Ihre Arbeitslasten zuweisen können, müssen Sie die Anzahl der IP-Adressen berechnen, die für Ihren Kubernetes-Cluster erforderlich sind, bevor Sie ihn erstellen. Die meisten Netzwerkparameter können nach dem Erstellen des Clusters nicht mehr geändert werden.

Ein Kubernetes-Cluster folgt bei der Zuweisung von IP-Adressen der folgenden Logik:

• Kubernetes weist jedem Knoten einen CIDR-Block von /24 mit 256 Adressen zu. Diese Menge entspricht dem Standardmaximum von 110 Pods pro Knoten für Kubernetes-Cluster.
• Die Größe des CIDR-Blocks, der einem Knoten zugewiesen wird, hängt von der maximalen Anzahl von Pods pro Knoten ab.
• Der Block enthält immer mindestens doppelt so viele Adressen wie die maximale Anzahl von Pods pro Knoten.

Im folgenden Beispiel wird veranschaulicht, wie der Standardwert von Per node mask size= /24 für 110 Pods berechnet wurde:

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

Bestimmen Sie die erforderliche Pod-CIDR-Maske, die für den Kubernetes-Cluster basierend auf der erforderlichen Anzahl von Knoten konfiguriert werden muss. Planen Sie beim Konfigurieren des CIDR-Bereichs zukünftige Knotenerweiterungen des Clusters ein:

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

Da die Maskengröße pro Knoten standardmäßig auf „/24“ festgelegt ist , finden Sie in der folgenden Tabelle die Zuordnung der Pod-CIDR-Maske zur Anzahl der unterstützten Knoten.

Pod-CIDR-Maske	Berechnung: 2^(Größe der Maske pro Knoten – CIDR-Maske)	Maximale Anzahl der unterstützten Knoten, einschließlich Knoten der Steuerungsebene
/21	2^(24–21)	8
/20	2^(24–20)	16
/19	2^(24 – 19)	32
/18	2^(24 – 18)	64

Warnung :Wenn eine unzureichende CIDR-Maske angegeben wird, kann die Clustererstellung in einer Abgleichsphase hängen bleiben und für Pods wird der Status CrashLoopBackOff angezeigt.

Nachdem Sie den Pod-CIDR-Block für Ihren Kubernetes-Cluster berechnet haben, konfigurieren Sie ihn im nächsten Abschnitt im Rahmen des Workflows zur Clustererstellung.

Gemeinsamen Cluster erstellen

So erstellen Sie einen freigegebenen Kubernetes-Cluster:

Console

1. Wählen Sie im Navigationsmenü Kubernetes Engine > Cluster aus.

   Wichtig :Beim Erstellen eines freigegebenen Clusters können Sie im Bereich für die Auswahl des Bereichs kein Projekt auswählen. Das liegt daran, dass der Cluster auf Organisationsebene gilt. Weitere Informationen finden Sie unter Ressourcenhierarchie.

2. Klicken Sie auf Cluster erstellen.

3. Geben Sie im Feld Name einen Namen für den Cluster an.

   Wichtig :Der Clustername darf nicht mit -system enden. Das Suffix -system ist für von GDC erstellte Cluster reserviert.

4. Wählen Sie die Kubernetes-Version für den Cluster aus.

5. Wählen Sie die Zone aus, in der der Cluster erstellt werden soll.

6. Klicken Sie auf Projekt anhängen und wählen Sie ein vorhandenes Projekt aus, das Sie an Ihren Cluster anhängen möchten. Klicken Sie dann auf Speichern. Sie können Projekte nach der Erstellung des Clusters auf der Seite mit den Projektdetails anhängen oder trennen. Sie müssen Ihrem Cluster ein Projekt zuweisen, bevor Sie Containerarbeitslasten darin bereitstellen können.

   

7. Klicken Sie auf Weiter.

8. Konfigurieren Sie die Netzwerkeinstellungen für Ihren Cluster. Diese Netzwerkeinstellungen können nach dem Erstellen des Clusters nicht mehr geändert werden. Das Standard- und einzige unterstützte Internetprotokoll für Kubernetes-Cluster ist Internet Protocol Version 4 (IPv4).

   1. Wenn Sie dedizierte Load-Balancer-Knoten erstellen möchten, geben Sie die Anzahl der Knoten ein, die erstellt werden sollen. Standardmäßig erhalten Sie keine Knoten und der Load-Balancer-Traffic wird über die Steuerknoten geleitet.

   2. Wählen Sie den Service-CIDR-Bereich (Classless Inter-Domain Routing) aus, den Sie verwenden möchten. Ihren bereitgestellten Diensten, z. B. Load-Balancern, werden IP-Adressen aus diesem Bereich zugewiesen.

      Wichtig :Der Bereich kann ein beliebiger RFC 1918-Bereich sein, der nicht mit anderen IP-Adressbereichen in den Cluster- und Knotenpoolressourcen in Konflikt steht. Weitere Informationen finden Sie unter RFC 1918.

   3. Wählen Sie den zu verwendenden Pod-CIDR aus. Der Cluster weist Ihren Pods und VMs IP-Adressen aus diesem Bereich zu.

   4. Klicken Sie auf Weiter.

9. Prüfen Sie die Details des automatisch generierten Standardknotenpools für den Cluster. Klicken Sie auf  Bearbeiten, um den Standardknotenpool zu ändern.

   Wichtig :Wenn Sie beabsichtigen, dass im Cluster Workloads für Grafikprozessoren (GPUs) ausgeführt werden, müssen Sie einen GPU-Maschinentyp in Ihrem Cluster bereitstellen. Weitere Informationen finden Sie unter GPU-Arbeitslasten in einem Kubernetes-Cluster.

10. Wenn Sie zusätzliche Knotenpools erstellen möchten, wählen Sie Knotenpool hinzufügen aus. Wenn Sie den Standardknotenpool bearbeiten oder einen neuen Knotenpool hinzufügen, können Sie ihn mit den folgenden Optionen anpassen:

    1. Weisen Sie dem Knotenpool einen Namen zu. Sie können den Namen nicht mehr ändern, nachdem Sie den Knotenpool erstellt haben.
    2. Geben Sie die Anzahl der Worker-Knoten an, die im Knotenpool erstellt werden sollen.

    3. Wählen Sie die Maschinenklasse aus, die Ihren Arbeitslastanforderungen am besten entspricht. Hier finden Sie eine Liste der folgenden Einstellungen:

       • Maschinentyp
       • CPU
       • Arbeitsspeicher

    4. Klicken Sie auf Speichern.

11. Klicken Sie auf Erstellen, um den Cluster zu erstellen.

Die Erstellung eines freigegebenen Clusters kann bis zu 90 Minuten dauern.

API

Wenn Sie einen neuen Cluster direkt über die API erstellen möchten, wenden Sie eine benutzerdefinierte Ressource auf Ihre GDC-Zone an:

1. Erstellen Sie eine benutzerdefinierte Ressource vom Typ Cluster und speichern Sie sie als YAML-Datei, z. B. cluster.yaml:

   apiVersion: cluster.gdc.goog/v1
   kind: Cluster
   metadata:
     name: CLUSTER_NAME
     namespace: platform
   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
   

   Ersetzen Sie Folgendes:

   • CLUSTER_NAME ist der Name des Clusters. Der Clustername darf nicht mit -system enden. Das Suffix -system ist für Cluster reserviert, die von GDC erstellt wurden.
   • POD_CIDR: Die Größe der Netzwerkbereiche, aus denen virtuelle IP-Adressen für Pods zugewiesen werden. Wenn kein Wert angegeben ist, wird der Standardwert 21 verwendet.
   • SERVICE_CIDR: Die Größe der Netzwerkbereiche, aus denen virtuelle Dienst-IP-Adressen zugewiesen werden. Wenn kein Wert angegeben ist, wird der Standardwert 23 verwendet.
   • KUBERNETES_VERSION: die Kubernetes-Version des Clusters, z. B. 1.26.5-gke.2100. Eine Liste der verfügbaren Kubernetes-Versionen, die Sie konfigurieren können, finden Sie unter Verfügbare Kubernetes-Versionen für einen Cluster auflisten.
   • MACHINE_TYPE: Der Maschinentyp für die Worker-Knoten des Knotenpools. Hier finden Sie die verfügbaren Maschinentypen.
   • NODE_POOL_NAME ist der Name des Knotenpools.
   • NUMBER_OF_WORKER_NODES: Die Anzahl der Worker-Knoten, die im Knotenpool bereitgestellt werden sollen.
   • TAINTS: die Markierungen, die auf die Knoten dieses Knotenpools angewendet werden sollen. Dieses Feld ist optional.
   • LABELS: Die Labels, die auf die Knoten dieses Knotenpools angewendet werden sollen. Sie enthält eine Liste von Schlüssel/Wert-Paaren. Dieses Feld ist optional.
   • GPU_PARTITION_SCHEME: Das GPU-Partitionierungsschema, wenn Sie GPU-Arbeitslasten ausführen. Dieses Feld ist optional. Beispiel: mixed-2. Die GPU wird nicht partitioniert, wenn dieses Feld nicht festgelegt ist. Weitere Informationen zu verfügbaren MIG-Profilen (Multi-Instance GPU) finden Sie unter Unterstützte MIG-Profile.
   Wichtig :Sie können Knotenkonfigurationen wie die GPU-Partitionierung nicht bearbeiten, nachdem ein Clusterknotenpool erstellt wurde.

2. Wenden Sie die benutzerdefinierte Ressource auf Ihre GDC-Instanz an:

   kubectl apply -f cluster.yaml --kubeconfig MANAGEMENT_API_SERVER
   

   Ersetzen Sie MANAGEMENT_API_SERVER durch den kubeconfig-Pfad des zonalen API-Servers. Wenn Sie noch keine kubeconfig-Datei für den API-Server in Ihrer Zielzone generiert haben, lesen Sie den Abschnitt Anmelden.

Die Erstellung eines freigegebenen Clusters kann bis zu 90 Minuten dauern.

Terraform

1. Fügen Sie in eine Terraform-Konfigurationsdatei das folgende Code-Snippet ein:

   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" = "platform"
       }
       "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"
         }
       }
     }
   }
   

   Ersetzen Sie Folgendes:

   • MANAGEMENT_API_SERVER: Der kubeconfig-Pfad des zonalen API-Servers. Wenn Sie noch keine kubeconfig-Datei für den API-Server in Ihrer Zielzone generiert haben, lesen Sie den Abschnitt Anmelden.
   • CLUSTER_NAME ist der Name des Clusters. Der Clustername darf nicht mit -system enden. Das Suffix -system ist für von GDC erstellte Cluster reserviert.
   • POD_CIDR: Die Größe der Netzwerkbereiche, aus denen virtuelle IP-Adressen für Pods zugewiesen werden. Wenn kein Wert angegeben ist, wird der Standardwert 21 verwendet.
   • SERVICE_CIDR: Die Größe der Netzwerkbereiche, aus denen virtuelle Dienst-IP-Adressen zugewiesen werden. Wenn kein Wert angegeben ist, wird der Standardwert 23 verwendet.
   • KUBERNETES_VERSION: die Kubernetes-Version des Clusters, z. B. 1.26.5-gke.2100. Eine Liste der verfügbaren Kubernetes-Versionen, die Sie konfigurieren können, finden Sie unter Verfügbare Kubernetes-Versionen für einen Cluster auflisten.
   • MACHINE_TYPE: Der Maschinentyp für die Worker-Knoten des Knotenpools. Hier finden Sie die verfügbaren Maschinentypen.
   • NODE_POOL_NAME ist der Name des Knotenpools.
   • NUMBER_OF_WORKER_NODES: Die Anzahl der Worker-Knoten, die im Knotenpool bereitgestellt werden sollen.
   • TAINTS: die Markierungen, die auf die Knoten dieses Knotenpools angewendet werden sollen. Dieses Feld ist optional.
   • LABELS: Die Labels, die auf die Knoten dieses Knotenpools angewendet werden sollen. Sie enthält eine Liste von Schlüssel/Wert-Paaren. Dieses Feld ist optional.
   • GPU_PARTITION_SCHEME: Das GPU-Partitionierungsschema, wenn Sie GPU-Arbeitslasten ausführen. Dieses Feld ist optional. Beispiel: mixed-2. Die GPU wird nicht partitioniert, wenn dieses Feld nicht festgelegt ist. Weitere Informationen zu verfügbaren MIG-Profilen (Multi-Instance GPU) finden Sie unter Unterstützte MIG-Profile.

2. Wenden Sie den neuen freigegebenen Kubernetes-Cluster mit Terraform an:

   terraform apply
   

Die Erstellung eines freigegebenen Clusters kann bis zu 90 Minuten dauern.

Nächste Schritte

• HA-Container-App bereitstellen
• Containerarbeitslasten in GDC
• Ressourcenhierarchie