Men-deploy aplikasi Ray Serve dengan model Stable Diffusion di Google Kubernetes Engine (GKE)

Panduan ini memberikan contoh cara men-deploy dan menayangkan model Stable Diffusion di Google Kubernetes Engine (GKE) menggunakan Ray Serve dan add-on Ray Operator sebagai contoh penerapan.

Tentang Ray dan Ray Serve

Ray adalah framework komputasi skalabel open source untuk aplikasi AI/ML. Ray Serve adalah library inferensi model untuk Ray yang digunakan untuk menskalakan dan menyajikan model di lingkungan terdistribusi. Untuk mengetahui informasi selengkapnya, lihat Ray Serve dalam dokumentasi Ray.

Anda dapat menggunakan resource RayCluster atau RayService untuk men-deploy aplikasi Ray Serve. Anda harus menggunakan resource RayService dalam produksi karena alasan berikut:

  • Update di tempat untuk aplikasi RayService
  • Upgrade tanpa periode nonaktif untuk resource RayCluster
  • Aplikasi Ray Serve dengan ketersediaan tinggi

Menyiapkan lingkungan Anda

Untuk menyiapkan lingkungan Anda, ikuti langkah-langkah berikut:

  1. Luncurkan sesi Cloud Shell dari Google Cloud konsol, dengan mengklik Ikon aktivasi Cloud Shell Aktifkan Cloud Shell di Google Cloud konsol. Tindakan ini akan meluncurkan sesi di panel bawah konsol Google Cloud .

  2. Menetapkan variabel lingkungan:

    export PROJECT_ID=PROJECT_ID
    export CLUSTER_NAME=rayserve-cluster
    export COMPUTE_REGION=us-central1
    export COMPUTE_ZONE=us-central1-c
    export CLUSTER_VERSION=CLUSTER_VERSION
    export TUTORIAL_HOME=`pwd`
    

    Ganti kode berikut:

    • PROJECT_ID: Google Cloud project ID Anda.
    • CLUSTER_VERSION: versi GKE yang akan digunakan. Harus 1.30.1 atau setelahnya.
  3. Buat clone repositori GitHub:

    git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples
    
  4. Ubah ke direktori kerja:

    cd kubernetes-engine-samples/ai-ml/gke-ray/rayserve/stable-diffusion
    
  5. Buat lingkungan virtual Python:

    venv

    python -m venv myenv && \
    source myenv/bin/activate
    

    Conda

    1. Instal Conda.

    2. Jalankan perintah berikut:

      conda create -c conda-forge python=3.9.19 -n myenv && \
      conda activate myenv
      

    Saat Anda men-deploy aplikasi Serve dengan serve run, Ray mengharapkan versi Python klien lokal cocok dengan versi yang digunakan di cluster Ray. Image rayproject/ray:2.37.0 menggunakan Python 3.9. Jika Anda menjalankan versi klien yang berbeda, pilih image Ray yang sesuai.

  6. Instal dependensi yang diperlukan untuk menjalankan aplikasi Serve:

    pip install ray[serve]==2.37.0
    pip install torch
    pip install requests
    

Membuat cluster dengan node pool GPU

Buat cluster GKE Autopilot atau Standard dengan node pool GPU:

Autopilot

Buat cluster Autopilot:

gcloud container clusters create-auto ${CLUSTER_NAME}  \
    --enable-ray-operator \
    --cluster-version=${CLUSTER_VERSION} \
    --location=${COMPUTE_REGION}

Standar

  1. Buat cluster Standard:

    gcloud container clusters create ${CLUSTER_NAME} \
        --addons=RayOperator \
        --cluster-version=${CLUSTER_VERSION}  \
        --machine-type=c3d-standard-8 \
        --location=${COMPUTE_ZONE} \
        --num-nodes=1
    
  2. Buat node pool GPU:

    gcloud container node-pools create gpu-pool \
        --cluster=${CLUSTER_NAME} \
        --machine-type=g2-standard-8 \
        --location=${COMPUTE_ZONE} \
        --num-nodes=1 \
        --accelerator type=nvidia-l4,count=1,gpu-driver-version=latest
    

Men-deploy resource RayCluster

Untuk men-deploy resource RayCluster:

  1. Tinjau manifes berikut:

    apiVersion: ray.io/v1
    kind: RayCluster
    metadata:
      name: stable-diffusion-cluster
    spec:
      rayVersion: '2.37.0'
      headGroupSpec:
        rayStartParams:
          dashboard-host: '0.0.0.0'
        template:
          metadata:
          spec:
            containers:
            - name: ray-head
              image: rayproject/ray:2.37.0
              ports:
              - containerPort: 6379
                name: gcs
              - containerPort: 8265
                name: dashboard
              - containerPort: 10001
                name: client
              - containerPort: 8000
                name: serve
              resources:
                limits:
                  cpu: "2"
                  ephemeral-storage: "15Gi"
                  memory: "8Gi"
                requests:
                  cpu: "2"
                  ephemeral-storage: "15Gi"
                  memory: "8Gi"
            nodeSelector:
              cloud.google.com/machine-family: c3d
      workerGroupSpecs:
      - replicas: 1
        minReplicas: 1
        maxReplicas: 4
        groupName: gpu-group
        rayStartParams: {}
        template:
          spec:
            containers:
            - name: ray-worker
              image: rayproject/ray:2.37.0-gpu
              resources:
                limits:
                  cpu: 4
                  memory: "16Gi"
                  nvidia.com/gpu: 1
                requests:
                  cpu: 3
                  memory: "16Gi"
                  nvidia.com/gpu: 1
            nodeSelector:
              cloud.google.com/gke-accelerator: nvidia-l4

    Manifes ini menjelaskan resource RayCluster.

  2. Terapkan manifes ke cluster Anda:

    kubectl apply -f ray-cluster.yaml
    
  3. Pastikan resource RayCluster sudah siap:

    kubectl get raycluster
    

    Outputnya mirip dengan hal berikut ini:

    NAME                       DESIRED WORKERS   AVAILABLE WORKERS   CPUS   MEMORY   GPUS   STATUS   AGE
    stable-diffusion-cluster   2                 2                   6      20Gi     0      ready    33s
    

    Dalam output ini, ready di kolom STATUS menunjukkan bahwa resource RayCluster sudah siap.

Menghubungkan ke resource RayCluster

Untuk terhubung ke resource RayCluster:

  1. Pastikan GKE membuat layanan RayCluster:

    kubectl get svc stable-diffusion-cluster-head-svc
    

    Outputnya mirip dengan hal berikut ini:

    NAME                             TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)                                AGE
    pytorch-mnist-cluster-head-svc   ClusterIP   34.118.238.247   <none>        10001/TCP,8265/TCP,6379/TCP,8080/TCP   109s
    
  2. Buat sesi penerusan port ke head Ray:

    kubectl port-forward svc/stable-diffusion-cluster-head-svc 8265:8265 2>&1 >/dev/null &
    kubectl port-forward svc/stable-diffusion-cluster-head-svc 10001:10001 2>&1 >/dev/null &
    
  3. Pastikan klien Ray dapat terhubung ke cluster Ray menggunakan localhost:

    ray list nodes --address http://localhost:8265
    

    Outputnya mirip dengan hal berikut ini:

    ======== List: 2024-06-19 15:15:15.707336 ========
    Stats:
    ------------------------------
    Total: 3
    
    Table:
    ------------------------------
        NODE_ID                                                   NODE_IP     IS_HEAD_NODE    STATE    NODE_NAME    RESOURCES_TOTAL                 LABELS
    0  1d07447d7d124db641052a3443ed882f913510dbe866719ac36667d2  10.28.1.21  False           ALIVE    10.28.1.21   CPU: 2.0                        ray.io/node_id: 1d07447d7d124db641052a3443ed882f913510dbe866719ac36667d2
    # Several lines of output omitted
    

Menjalankan aplikasi Ray Serve

Untuk menjalankan aplikasi Ray Serve:

  1. Jalankan aplikasi Stable Diffusion Ray Serve:

    serve run stable_diffusion:entrypoint --working-dir=. --runtime-env-json='{"pip": ["torch", "torchvision", "diffusers==0.12.1", "huggingface_hub==0.25.2", "transformers", "fastapi==0.113.0"], "excludes": ["myenv"]}' --address ray://localhost:10001
    
    

    Outputnya mirip dengan hal berikut ini:

    2024-06-19 18:20:58,444 INFO scripts.py:499 -- Running import path: 'stable_diffusion:entrypoint'.
    2024-06-19 18:20:59,730 INFO packaging.py:530 -- Creating a file package for local directory '.'.
    2024-06-19 18:21:04,833 INFO handle.py:126 -- Created DeploymentHandle 'hyil6u9f' for Deployment(name='StableDiffusionV2', app='default').
    2024-06-19 18:21:04,834 INFO handle.py:126 -- Created DeploymentHandle 'xo25rl4k' for Deployment(name='StableDiffusionV2', app='default').
    2024-06-19 18:21:04,836 INFO handle.py:126 -- Created DeploymentHandle '57x9u4fp' for Deployment(name='APIIngress', app='default').
    2024-06-19 18:21:04,836 INFO handle.py:126 -- Created DeploymentHandle 'xr6kt85t' for Deployment(name='StableDiffusionV2', app='default').
    2024-06-19 18:21:04,836 INFO handle.py:126 -- Created DeploymentHandle 'g54qagbz' for Deployment(name='APIIngress', app='default').
    2024-06-19 18:21:19,139 INFO handle.py:126 -- Created DeploymentHandle 'iwuz00mv' for Deployment(name='APIIngress', app='default').
    2024-06-19 18:21:19,139 INFO api.py:583 -- Deployed app 'default' successfully.
    
  2. Buat sesi penerusan port ke port Ray Serve (8000):

    kubectl port-forward svc/stable-diffusion-cluster-head-svc 8000:8000 2>&1 >/dev/null &
    
  3. Jalankan skrip Python:

    python generate_image.py
    

    Skrip menghasilkan gambar ke file bernama output.png. Gambar tersebut mirip dengan berikut:

    Pantai saat matahari terbenam. Gambar yang dihasilkan oleh Stable Diffusion.

Men-deploy RayService

Resource kustom RayService mengelola siklus proses resource RayCluster dan aplikasi Ray Serve.

Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang RayService, lihat Deploy Ray Serve Applications dan Production Guide dalam dokumentasi Ray.

Untuk men-deploy resource RayService, ikuti langkah-langkah berikut:

  1. Tinjau manifes berikut:

    apiVersion: ray.io/v1
    kind: RayService
    metadata:
      name: stable-diffusion
    spec:
      serveConfigV2: |
        applications:
          - name: stable_diffusion
            import_path: ai-ml.gke-ray.rayserve.stable-diffusion.stable_diffusion:entrypoint
            runtime_env:
              working_dir: "https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples/archive/main.zip"
              pip: ["diffusers==0.12.1", "torch", "torchvision", "huggingface_hub==0.25.2", "transformers"]
      rayClusterConfig:
        rayVersion: '2.37.0'
        headGroupSpec:
          rayStartParams:
            dashboard-host: '0.0.0.0'
          template:
            spec:
              containers:
              - name: ray-head
                image:  rayproject/ray:2.37.0
                ports:
                - containerPort: 6379
                  name: gcs
                - containerPort: 8265
                  name: dashboard
                - containerPort: 10001
                  name: client
                - containerPort: 8000
                  name: serve
                resources:
                  limits:
                    cpu: "2"
                    ephemeral-storage: "15Gi"
                    memory: "8Gi"
                  requests:
                    cpu: "2"
                    ephemeral-storage: "15Gi"
                    memory: "8Gi"
              nodeSelector:
                cloud.google.com/machine-family: c3d
        workerGroupSpecs:
        - replicas: 1
          minReplicas: 1
          maxReplicas: 4
          groupName: gpu-group
          rayStartParams: {}
          template:
            spec:
              containers:
              - name: ray-worker
                image: rayproject/ray:2.37.0-gpu
                resources:
                  limits:
                    cpu: 4
                    memory: "16Gi"
                    nvidia.com/gpu: 1
                  requests:
                    cpu: 3
                    memory: "16Gi"
                    nvidia.com/gpu: 1
              nodeSelector:
                cloud.google.com/gke-accelerator: nvidia-l4

    Manifes ini menjelaskan resource kustom RayService.

  2. Terapkan manifes ke cluster Anda:

    kubectl apply -f ray-service.yaml
    
  3. Pastikan bahwa Service sudah siap:

    kubectl get svc stable-diffusion-serve-svc
    

    Outputnya mirip dengan hal berikut ini:

    NAME                         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
    
    stable-diffusion-serve-svc   ClusterIP   34.118.236.0   <none>        8000/TCP   31m
    
  4. Konfigurasi penerusan port ke Layanan Ray Serve:

    kubectl port-forward svc/stable-diffusion-serve-svc 8000:8000 2>&1 >/dev/null &
    
  5. Jalankan skrip Python dari bagian sebelumnya:

    python generate_image.py
    

    Skrip menghasilkan gambar yang mirip dengan gambar yang dihasilkan di bagian sebelumnya.