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触发 Pod 快照

Autopilot Standard

了解如何创建快照政策，以及如何在 Google Kubernetes Engine (GKE) 上触发正在运行的工作负载的 Pod 快照。

准备工作

在开始之前，请确保您已执行以下任务：

启用 Google Kubernetes Engine API。

启用 Google Kubernetes Engine API

如果您要使用 Google Cloud CLI 执行此任务，请安装并初始化 gcloud CLI。如果您之前安装了 gcloud CLI，请通过运行 gcloud components update 命令来获取最新版本。较早版本的 gcloud CLI 可能不支持运行本文档中的命令。
注意：对于现有 gcloud CLI 安装，请务必设置 compute/region 属性。如果您主要使用可用区级集群，请改为设置 compute/zone。通过设置默认位置，您可以避免 gcloud CLI 中出现如下错误：One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location。如果集群的位置与您设置的默认位置不同，您可能需要在某些命令中指定位置。

请确保您已完成前提条件，并在集群中启用了 Pod 快照。如需了解详情，请参阅准备 Pod 快照。

创建快照政策

如需为 Pod 启用快照，请创建一个 PodSnapshotPolicy 资源，其中包含与 Pod 标签匹配的选择器。

以下示例创建了一项政策，该政策适用于具有 app: my-app 标签的 Pod，并使用 example-pod-snapshot-storage-config 存储配置。将以下清单保存为 example-pod-snapshot-policy.yaml：
```
apiVersion: podsnapshot.gke.io/v1
kind: PodSnapshotPolicy
metadata:
  name: example-pod-snapshot-policy
  namespace: NAMESPACE
spec:
  storageConfigName: example-pod-snapshot-storage-config
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app
  triggerConfig:
    type: TRIGGER_TYPE
    postCheckpoint: resume
```
替换以下内容：
- TRIGGER_TYPE：触发器的类型。支持的值为 workload（表示基于工作负载的触发器）或 manual（表示按需快照）。
- NAMESPACE：Pod 的命名空间。
如需查看您可以配置的所有字段的完整列表，请参阅 PodSnapshotPolicy 自定义资源定义 (CRD) 文档。

应用清单：

kubectl apply -f example-pod-snapshot-policy.yaml

配置其他 Pod 快照政策

您可以在 PodSnapshotPolicy 中配置其他政策，例如：

快照范围：如需指定要在快照中捕获的 Pod 状态的哪些部分，请配置 spec.snapshotScope 字段。支持的值为 whole-pod（默认），用于对整个 Pod（包括应用状态、内存和文件系统）进行检查点设置；或 rootfs-only，用于仅对容器根文件系统进行检查点设置。rootfs-only 范围需要 GKE 1.35.3-gke.1031000 版或更高版本。
自动清理：如需自动清理旧的 Pod 快照资源，请使用 spec.retentionConfig 字段配置保留政策。您可以使用 lastAccessTimeout 字段（例如 7d）指定时长，之后系统会删除快照。
整理快照：您可以按逻辑对快照进行分组，以区分在相似环境但在不同情境下拍摄的快照。例如，在多租户场景中，如果所有用户的基本 Pod 都相同，您可以按用户或群组隔离快照。如需隔离快照，请使用 snapshotGroupingRules 字段在政策中指定分组标签。恢复 Pod 时，系统只会将该 Pod 与同一标签组中的快照进行匹配。如需详细了解此分组在恢复期间如何影响兼容性匹配，请参阅分组规则匹配。

以下示例展示了如何在 PodSnapshotPolicy 中同时配置保留设置和分组设置。您可以单独设置以下设置：

# ... other fields omitted
spec:
  snapshotScope: rootfs-only
  retentionConfig:
    lastAccessTimeout: 7d
  snapshotGroupingRules:
    groupByLabelValue:
      labels: ["tenant", "environment"]
      groupRetentionPolicy:
        maxSnapshotCountPerGroup: 5

如需查看您可以配置的所有字段的完整列表，请参阅 PodSnapshotPolicy 参考文档。

优化快照大小

当触发 Pod 快照时，gVisor 会捕获所有容器的完整状态，包括：

应用状态，例如内存和寄存器
对根文件系统和 tmpfs（包括 emptyDir 卷）的更改
内核状态，例如打开的文件描述符、线程和套接字

快照的大小由以下因素决定。较大的快照需要更长的时间来保存和恢复。为了优化性能，在触发快照之前，您应清理在从快照恢复 Pod 后不需要的任何应用状态或文件。

优化快照大小对于大语言模型 (LLM) 等工作负载尤为重要。LLM 服务器通常会将模型权重下载到本地存储空间（rootfs 或 tmpfs），然后再将其加载到 GPU 中。拍摄快照时，系统会保存 GPU 状态和模型权重文件。在这种情况下，如果模型为 100 GB，则生成的快照大约为 200 GB（100 GB 的模型文件，加上 100 GB 的 GPU 状态）。将模型权重加载到 GPU 后，应用通常不需要文件系统上的文件即可运行。通过在触发快照之前删除这些模型文件，您可以将快照大小减少一半，并以显著更低的延迟恢复应用。

触发快照

您可以在应用准备就绪时从工作负载内触发快照，也可以手动为特定 Pod 触发按需快照。

从工作负载触发快照

如需从应用代码内触发快照，请将应用配置为在准备好拍摄快照时发送信号。如需发出就绪信号，请将 1 写入 /proc/gvisor/checkpoint 文件，例如 echo 1 > /proc/gvisor/checkpoint。写入操作会异步启动快照流程，并立即返回。从同一文件描述符读取数据会阻塞读取进程，直到快照和恢复都完成且工作负载准备好恢复为止。

具体用法因应用而异，但以下示例展示了 Python 应用的快照触发器。如需从此示例工作负载触发快照，请完成以下步骤：

将以下清单保存为 my-app.yaml：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-app
  namespace: NAMESPACE
  labels:
    app: my-app
spec:
  serviceAccountName: KSA_NAME
  runtimeClassName: gvisor
  containers:
  - name: my-container
    image: python:3.10-slim
    command: ["python3", "-c"]
    args:
      - |
        import time
        def trigger_snapshot():
          try:
            with open("/proc/gvisor/checkpoint", "r+") as f:
              f.write("1")
              res = f.read().rstrip()
              print(f"GKE Pod Snapshot: {res}")
          except FileNotFoundError:
            print("GKE Pod Snapshot file does not exist -- Pod Snapshots is disabled")
            return
        i = 0
        while True:
          print(f"Count: {i}", flush=True)
          if (i == 20): #simulate the application being ready to snapshot at 20th count
            trigger_snapshot()
          i += 1
          time.sleep(1)
    resources:
      limits:
        cpu: "500m"
        memory: "512Mi"
      requests:
        cpu: "250m"
        memory: "256Mi"

替换以下内容：

NAMESPACE：Pod 的命名空间。
KSA_NAME：您的 KSA 的名称。

部署应用：
```
kubectl apply -f my-app.yaml
```

手动触发快照

如需手动触发特定 Pod 的按需快照，请创建 PodSnapshotManualTrigger 资源。

以下示例针对名为 my-pod 的 Pod 触发了快照。将以下清单保存为 example-manual-trigger.yaml：
```
apiVersion: podsnapshot.gke.io/v1
kind: PodSnapshotManualTrigger
metadata:
  name: example-manual-trigger
  namespace: NAMESPACE
spec:
  targetPod: my-pod
```
将 NAMESPACE 替换为您的 Pod 的命名空间。

注意：选择此 Pod 的快照政策必须将触发器类型设置为 manual。

应用清单：

kubectl apply -f example-manual-trigger.yaml

如需确认快照是否已成功触发，请检查 PodSnapshotManualTrigger 资源的 status 字段：

kubectl get podsnapshotmanualtriggers.podsnapshot.gke.io example-manual-trigger -n NAMESPACE -o yaml

status 字段用于指示触发快照是成功还是失败。

验证快照

您可以通过查看 GKEPodSnapshotting 事件的事件记录来确认是否已拍摄快照：

kubectl get events -o \
custom-columns=NAME:involvedObject.name,CREATIONTIME:.metadata.creationTimestamp,REASON:.reason,MESSAGE:.message \
--namespace NAMESPACE \
--field-selector involvedObject.name=POD_NAME,reason=GKEPodSnapshotting