Crear un clúster compartido para ejecutar cargas de trabajo de contenedores

Compartido

En este documento se explica cómo crear un clúster de Kubernetes compartido en una zona aislada de Google Distributed Cloud (GDC). Un clúster compartido abarca varios proyectos e incluye servicios integrales gestionados por GDC que ofrecen una configuración de clúster de Kubernetes muy específica y menos configurable que el clúster estándar. Para obtener más información sobre los clústeres estándar, consulta Configuraciones de clústeres de Kubernetes.

Los clústeres compartidos son un recurso zonal y no pueden abarcar varias zonas. Para usar clústeres en un universo multizona, debes crear manualmente clústeres en cada zona.

Este documento está dirigido a audiencias como los desarrolladores de aplicaciones del grupo de operadores de aplicaciones, que son los responsables de gestionar las cargas de trabajo de los contenedores de su organización. Para obtener más información, consulta Audiencias de la documentación aislada de GDC.

Antes de empezar

• Para obtener los permisos necesarios para crear un clúster compartido, pide al administrador de gestión de identidades y accesos de tu organización que te conceda el rol de administrador de clústeres de usuarios (user-cluster-admin). Este rol no está vinculado a ningún espacio de nombres.

• Planifica los siguientes límites de aislamiento de Google Distributed Cloud (GDC) para clústeres de Kubernetes:

  • 16 clústeres por organización
  • 42 nodos de trabajador por clúster y un mínimo de tres nodos de trabajador
  • 4620 pods por clúster
  • 110 pods por nodo

Nota: Debido a una limitación de escalabilidad actual, si prefieres asignar un mínimo de tres nodos de trabajo en tu clúster de Kubernetes, debes asignar el tipo de máquina n2-standard-8 a los nodos de trabajo o usar máquinas con GPU.

Planificar el bloque CIDR de pods

Para asignar el bloque CIDR de pods del tamaño adecuado a tus cargas de trabajo, debes calcular la cantidad de direcciones IP que necesita tu clúster de Kubernetes antes de crearlo. La mayoría de los parámetros de red no se pueden cambiar después de crear el clúster.

Un clúster de Kubernetes sigue la lógica que se indica a continuación al asignar direcciones IP:

• Kubernetes asigna un /24bloque CIDR que consta de 256 direcciones a cada uno de los nodos. Esta cantidad se ajusta al máximo predeterminado de 110 pods por nodo en los clústeres de Kubernetes.
• El tamaño del bloque CIDR asignado a un nodo depende del valor máximo de pods por nodo.
• El bloque siempre contiene al menos el doble de direcciones que el número máximo de pods por nodo.

Consulta el siguiente ejemplo para saber cómo se ha calculado el valor predeterminado de Per node mask size= /24 para dar cabida a 110 pods:

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

Determina la máscara CIDR de pod necesaria para configurar el clúster de Kubernetes en función del número de nodos que necesites. Planifica las futuras incorporaciones de nodos al clúster al configurar el intervalo CIDR:

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

Como hay un tamaño de máscara por nodo predeterminado (/24), consulta la siguiente tabla, que asigna la máscara CIDR de pod al número de nodos admitidos.

Máscara de CIDR de pod	Cálculo: 2^(Tamaño de la máscara por nodo - Máscara CIDR)	Número máximo de nodos admitidos, incluidos los nodos del plano de control
/21	2^(24 - 21)	8
/20	2^(24 - 20)	16
/19	2^(24 - 19)	32
/18	2^(24 - 18)	64

Advertencia: Si se proporciona una máscara CIDR insuficiente, es posible que la creación del clúster se quede bloqueada en una fase de conciliación con pods que muestren el estado CrashLoopBackOff.

Después de calcular el bloque CIDR de los pods de tu clúster de Kubernetes, configúralo como parte del flujo de trabajo de creación del clúster en la siguiente sección.

Crear un clúster compartido

Sigue estos pasos para crear un clúster de Kubernetes compartido:

Consola

1. En el menú de navegación, selecciona Kubernetes Engine > Clústeres.

   Importante: Ten en cuenta que no puedes seleccionar un proyecto en el selector de ámbito mientras creas un clúster compartido. Esto se debe a que el clúster tiene un ámbito de organización. Para obtener más información, consulta la jerarquía de recursos.

2. Haz clic en Crear clúster.

3. En el campo Nombre, especifica un nombre para el clúster.

   Importante: El nombre del clúster no debe terminar con -system. El sufijo -system se reserva para los clústeres creados por GDC.

4. Selecciona la versión de Kubernetes del clúster.

5. Selecciona la zona en la que quieras crear el clúster.

6. Haz clic en Adjuntar proyecto y selecciona un proyecto para adjuntarlo a tu clúster. A continuación, haz clic en Guardar. Puedes adjuntar o separar proyectos después de crear el clúster desde la página de detalles del proyecto. Debes tener un proyecto asociado a tu clúster para poder implementar cargas de trabajo de contenedores en él.

   

7. Haz clic en Siguiente.

8. Configura los ajustes de red de tu clúster. No puedes cambiar estos ajustes de red después de crear el clúster. El protocolo de Internet predeterminado y único compatible con los clústeres de Kubernetes es el protocolo de Internet versión 4 (IPv4).

   1. Si quieres crear nodos de balanceador de carga dedicados, introduce el número de nodos que quieras crear. De forma predeterminada, recibes cero nodos y el tráfico del balanceador de carga se dirige a través de los nodos de control.

   2. Selecciona el CIDR de servicio (enrutamiento de interdominios sin clases) que quieras usar. Tus servicios implementados, como los balanceadores de carga, tienen asignadas direcciones IP de este intervalo.

      Importante: El intervalo puede ser cualquier intervalo RFC 1918 que no entre en conflicto con otros intervalos de direcciones IP de los recursos de clúster y de grupo de nodos. Para obtener más información, consulta el RFC 1918.

   3. Selecciona el CIDR de pod que quieras usar. El clúster asigna direcciones IP de este intervalo a tus pods y VMs.

   4. Haz clic en Siguiente.

9. Revisa los detalles del grupo de nodos predeterminado generado automáticamente del clúster. Haz clic en Editar para modificar el grupo de nodos predeterminado.

   Importante: Si quieres que el clúster ejecute cargas de trabajo de unidades de procesamiento gráfico (GPU), debes aprovisionar un tipo de máquina con GPU en el clúster. Para obtener más información, consulta Cargas de trabajo de GPU en un clúster de Kubernetes.

10. Para crear más grupos de nodos, selecciona Añadir grupo de nodos. Cuando editas el grupo de nodos predeterminado o añades uno nuevo, puedes personalizarlo con las siguientes opciones:

    1. Asigna un nombre al pool de nodos. No puedes modificar el nombre después de crear el grupo de nodos.
    2. Especifica el número de nodos de trabajador que se crearán en el grupo de nodos.

    3. Selecciona la clase de máquina que mejor se adapte a los requisitos de tu carga de trabajo. Consulta la lista de los siguientes ajustes:

       • Tipo de máquina
       • CPU
       • Memoria

    4. Haz clic en Guardar.

11. Haz clic en Crear para que se genere el clúster.

La creación de clústeres compartidos puede tardar hasta 90 minutos en completarse.

API

Para crear un clúster con la API directamente, aplica un recurso personalizado a tu zona de GDC:

1. Crea un Cluster recurso personalizado y guárdalo como un archivo YAML, como 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
   

   Haz los cambios siguientes:

   • CLUSTER_NAME: el nombre del clúster. El nombre del clúster no puede terminar con -system. El sufijo -system está reservado para los clústeres creados por GDC.
   • POD_CIDR: tamaño de los intervalos de red desde los que se asignan las direcciones IP virtuales de los pods. Si no se define, se usa el valor predeterminado 21.
   • SERVICE_CIDR: tamaño de los intervalos de red desde los que se asignan las direcciones IP virtuales del servicio. Si no se define, se usa el valor predeterminado 23.
   • KUBERNETES_VERSION: la versión de Kubernetes del clúster, como 1.26.5-gke.2100. Para ver la lista de versiones de Kubernetes disponibles que se pueden configurar, consulta Listar las versiones de Kubernetes disponibles de un clúster.
   • MACHINE_TYPE: el tipo de máquina de los nodos de trabajador del grupo de nodos. Consulta los tipos de máquinas disponibles para ver qué se puede configurar.
   • NODE_POOL_NAME: el nombre del grupo de nodos.
   • NUMBER_OF_WORKER_NODES: el número de nodos de trabajo que se aprovisionarán en el grupo de nodos.
   • TAINTS: los taints que se aplicarán a los nodos de este grupo de nodos. Este campo es opcional.
   • LABELS: las etiquetas que se aplicarán a los nodos de este grupo de nodos. Contiene una lista de pares clave-valor. Este campo es opcional.
   • GPU_PARTITION_SCHEME: el esquema de partición de GPU, si ejecutas cargas de trabajo de GPU. Este campo es opcional. Por ejemplo, mixed-2. La GPU no se particiona si no se define este campo. Para obtener más información sobre los perfiles de GPU multiinstancia (MIG) disponibles, consulta Perfiles de MIG admitidos.
   Importante: No puedes editar las configuraciones de los nodos, como la partición de GPU, después de crear un pool de nodos de clúster.

2. Aplica el recurso personalizado a tu instancia de GDC:

   kubectl apply -f cluster.yaml --kubeconfig MANAGEMENT_API_SERVER
   

   Sustituye MANAGEMENT_API_SERVER por la ruta de kubeconfig del servidor de la API zonal. Si aún no has generado un archivo kubeconfig para el servidor de la API en la zona de destino, consulta Iniciar sesión.

La creación de clústeres compartidos puede tardar hasta 90 minutos en completarse.

Terraform

1. En un archivo de configuración de Terraform, inserta el siguiente fragmento de código:

   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"
         }
       }
     }
   }
   

   Haz los cambios siguientes:

   • MANAGEMENT_API_SERVER: la ruta de kubeconfig del servidor de la API zonal. Si aún no has generado un archivo kubeconfig para el servidor de la API en tu zona de destino, consulta Iniciar sesión.
   • CLUSTER_NAME: el nombre del clúster. El nombre del clúster no puede terminar con -system. El sufijo -system está reservado para los clústeres creados por GDC.
   • POD_CIDR: tamaño de los intervalos de red desde los que se asignan las direcciones IP virtuales de los pods. Si no se define, se usa el valor predeterminado 21.
   • SERVICE_CIDR: tamaño de los intervalos de red desde los que se asignan las direcciones IP virtuales del servicio. Si no se define, se usa el valor predeterminado 23.
   • KUBERNETES_VERSION: la versión de Kubernetes del clúster, como 1.26.5-gke.2100. Para ver la lista de versiones de Kubernetes disponibles que se pueden configurar, consulta Listar las versiones de Kubernetes disponibles de un clúster.
   • MACHINE_TYPE: el tipo de máquina de los nodos de trabajador del grupo de nodos. Consulta los tipos de máquinas disponibles para ver qué se puede configurar.
   • NODE_POOL_NAME: el nombre del grupo de nodos.
   • NUMBER_OF_WORKER_NODES: el número de nodos de trabajo que se aprovisionarán en el grupo de nodos.
   • TAINTS: los taints que se aplicarán a los nodos de este grupo de nodos. Este campo es opcional.
   • LABELS: las etiquetas que se aplicarán a los nodos de este grupo de nodos. Contiene una lista de pares clave-valor. Este campo es opcional.
   • GPU_PARTITION_SCHEME: el esquema de partición de GPU, si ejecutas cargas de trabajo de GPU. Este campo es opcional. Por ejemplo, mixed-2. La GPU no se particiona si no se define este campo. Para obtener más información sobre los perfiles de GPU multiinstancia (MIG) disponibles, consulta Perfiles de MIG admitidos.

2. Aplica el nuevo clúster de Kubernetes compartido con Terraform:

   terraform apply
   

La creación de clústeres compartidos puede tardar hasta 90 minutos en completarse.

Siguientes pasos

• Desplegar una aplicación de contenedor de alta disponibilidad
• Cargas de trabajo de contenedores en GDC
• Jerarquía de recursos