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Aplicar ComputeClasses aos pods por predefinição

Autopilot Padrão

Este documento mostra como aplicar ComputeClasses por predefinição aos pods do Google Kubernetes Engine (GKE) que não selecionam explicitamente uma ComputeClass. Esta página tem instruções para definir uma ComputeClass como predefinição num espaço de nomes e para um cluster inteiro. Este documento destina-se a administradores de clusters que pretendam reduzir a sobrecarga manual causada pela configuração individual da carga de trabalho e dos nós.

Já deve estar familiarizado com as ComputeClasses personalizadas.

Acerca das ComputeClasses predefinidas

Pode configurar clusters do GKE ou espaços de nomes específicos para terem uma ComputeClass predefinida. A classe predefinida que configurar aplica-se a qualquer Pod nesse cluster ou espaço de nomes que não selecione uma ComputeClass diferente. Quando implementa um pod que não seleciona uma ComputeClass, o GKE aplica as ComputeClasses predefinidas pela seguinte ordem:

Se o espaço de nomes tiver uma ComputeClass predefinida, o GKE modifica a especificação do pod para selecionar essa ComputeClass.
Se o espaço de nomes não tiver uma ComputeClass predefinida, é aplicada a classe predefinida ao nível do cluster. O GKE não modifica a especificação do pod.

Se o seu ComputeClass predefinido tiver o campo activeMigration.optimizeRulePriority definido como true, esta definição pode afetar as cargas de trabalho nos seus clusters. Para mais informações, consulte o artigo Migração ativa nas ComputeClasses predefinidas.

Antes de começar

Antes de começar, certifique-se de que realizou as seguintes tarefas:

Ative a API Google Kubernetes Engine.

Ative a API Google Kubernetes Engine

Se quiser usar a CLI gcloud para esta tarefa, instale-a e, em seguida, inicialize-a. Se instalou anteriormente a CLI gcloud, execute o comando gcloud components update para obter a versão mais recente. As versões anteriores da CLI gcloud podem não suportar a execução dos comandos neste documento.
Nota: para instalações existentes da CLI gcloud, certifique-se de que define a compute/region propriedade. Se usar principalmente clusters zonais, defina o compute/zone. Ao definir uma localização predefinida, pode evitar erros na CLI gcloud, como os seguintes: One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location. Pode ter de especificar a localização em determinados comandos se a localização do seu cluster for diferente da predefinição que definiu.

Ter um cluster do GKE Autopilot ou Standard que execute uma versão que suporte a definição de uma ComputeClass predefinida ao nível do cluster ou do espaço de nomes. Para mais informações, consulte a secção Requisitos.
Se estiver a usar um cluster do modo padrão, certifique-se de que cumpre um dos seguintes requisitos:
- Ative a escala automática em, pelo menos, um node pool no cluster.
- Se o seu cluster padrão executar uma versão anterior a 1.33.3-gke.1136000 e não estiver inscrito no canal de lançamento rápido, ative o aprovisionamento automático de nós ao nível do cluster.
Se quiser definir uma ComputeClass personalizada como predefinição para um espaço de nomes, implemente uma ComputeClass personalizada.

Requisitos

Para definir uma ComputeClass como predefinição ao nível do cluster, o cluster tem de executar a versão 1.33.1-gke.1744000 ou posterior do GKE.
Para definir uma ComputeClass como predefinição ao nível do espaço de nomes apenas para pods não DaemonSet, o cluster tem de executar a versão 1.33.1-gke.1788000 ou posterior do GKE.

Funções e autorizações necessárias

Para receber as autorizações de que precisa para configurar ComputeClasses predefinidas ao nível do cluster ou do espaço de nomes, peça ao seu administrador para lhe conceder as seguintes funções de IAM no Google Cloud projeto:

Programador do Kubernetes Engine (roles/container.developer)
Atualize a ComputeClass predefinida ao nível do cluster: Administrador do cluster do Kubernetes Engine (roles/container.clusterAdmin)

Para mais informações sobre a atribuição de funções, consulte o artigo Faça a gestão do acesso a projetos, pastas e organizações.

Estas funções predefinidas contêm as autorizações necessárias para configurar ComputeClasses predefinidas ao nível do cluster ou do espaço de nomes. Para ver as autorizações exatas que são necessárias, expanda a secção Autorizações necessárias:

Autorizações necessárias

São necessárias as seguintes autorizações para configurar ComputeClasses predefinidas ao nível do cluster ou do espaço de nomes:

container.customResourceDefinitions.create
container.customResourceDefinitions.update
container.customResourceDefinitions.get
container.customResourceDefinitions.list
container.namespaces.get
container.namespaces.list
container.pods.get
container.nodes.get
container.nodes.list
container.deployments.create
container.deployments.get
Adicione etiquetas a espaços de nomes: container.namespaces.update
Ative a ComputeClass predefinida ao nível do cluster: container.clusters.update

Também pode conseguir estas autorizações com funções personalizadas ou outras funções predefinidas.

Configure uma ComputeClass predefinida para um espaço de nomes

Pode anotar qualquer espaço de nomes do Kubernetes no seu cluster com o nome de uma ComputeClass para usar como predefinição. Se um Pod implementado nesse espaço de nomes ainda não selecionar uma ComputeClass, o GKE modifica a especificação do Pod para selecionar a classe predefinida no espaço de nomes. Pode predefinir qualquer ComputeClass personalizado ou integrado.

Para aplicar uma ComputeClass a todos os pods num espaço de nomes por predefinição, adicione a etiqueta cloud.google.com/default-compute-class a esse espaço de nomes:
```
kubectl label namespaces NAMESPACE_NAME \
    cloud.google.com/default-compute-class=COMPUTECLASS_NAME
```
Substitua o seguinte:
- NAMESPACE_NAME: o nome do espaço de nomes a atualizar.
- COMPUTECLASS_NAME: o nome da ComputeClass a definir como predefinição para o espaço de nomes.
Se o comando falhar com a seguinte mensagem de erro, o espaço de nomes já tem uma ComputeClass predefinida:
```
error: 'cloud.google.com/default-compute-class' already has a value, and --overwrite is false
```
Para resolver este erro, atualize a ComputeClass predefinida para o espaço de nomes.
Para aplicar uma ComputeClass a todos os pods não DaemonSet num espaço de nomes por predefinição, adicione a etiqueta cloud.google.com/default-compute-class-non-daemonset a esse espaço de nomes:
```
kubectl label namespaces NAMESPACE_NAME \
    cloud.google.com/default-compute-class-non-daemonset=COMPUTECLASS_NAME
```
Se o comando falhar com a seguinte mensagem de erro, o espaço de nomes já tem uma ComputeClass predefinida para pods que não sejam DaemonSet:
```
error: 'cloud.google.com/default-compute-class-non-daemonset' already has a value, and --overwrite is false
```
Para resolver este erro, atualize a ComputeClass predefinida para o espaço de nomes.

As suas alterações aplicam-se a todos os novos pods nesse espaço de nomes. Os Pods existentes não são afetados.

Atualize a ComputeClass predefinida existente num espaço de nomes

Para substituir a ComputeClass predefinida existente de um espaço de nomes, execute um dos seguintes comandos:

Atualize a ComputeClass predefinida para todos os pods no namespace:
```
kubectl label namespaces NAMESPACE_NAME   \
    cloud.google.com/default-compute-class=COMPUTECLASS_NAME \
    --overwrite
```
Substitua o seguinte:
- NAMESPACE_NAME: o nome do espaço de nomes a atualizar.
- COMPUTECLASS_NAME: o nome da ComputeClass a definir como a nova predefinição para o espaço de nomes.

Substitua a ComputeClass predefinida para pods que não sejam DaemonSet no espaço de nomes:

kubectl label namespaces NAMESPACE_NAME \
    cloud.google.com/default-compute-class-non-daemonset=COMPUTECLASS_NAME \
    --overwrite

As suas alterações aplicam-se a todos os novos pods nesse espaço de nomes. Os Pods existentes não são afetados.

Configure uma ComputeClass predefinida para um cluster

Esta secção mostra como definir uma ComputeClass como predefinição para o seu cluster. Para ComputeClasses predefinidas ao nível do cluster, não especifique manualmente taints de nós nem etiquetas de nós para node pools existentes no cluster. O GKE não dimensiona pools de nós que tenham taints de nós para ComputeClasses. Se adicionar manualmente uma etiqueta para o default ComputeClass, o GKE pode dimensionar esse conjunto de nós. No entanto, esta configuração manual não é necessária para usar uma ComputeClass predefinida ao nível do cluster.

Para ativar a definição de uma ComputeClass predefinida ao nível do cluster para um cluster, execute o comando gcloud container clusters update com a flag --enable-default-compute-class:
```
gcloud container clusters update CLUSTER_NAME \
    --location=CONTROL_PLANE_LOCATION \
    --enable-default-compute-class
```
Substitua o seguinte:
- CLUSTER_NAME: o nome do cluster.
- CONTROL_PLANE_LOCATION: a localização do seu plano de controlo do cluster, como us-central1.
Também pode especificar esta flag quando cria um cluster do Autopilot ou Standard.
Guarde o seguinte manifesto, que define um ComputeClass com o nome default:
```
apiVersion: cloud.google.com/v1
kind: ComputeClass
metadata:
  name: default
spec:
  priorities:
  - machineFamily: n4
  - machineFamily: n2
  whenUnsatisfiable: ScaleUpAnyway
  nodePoolAutoCreation:
    enabled: true
```
Este manifesto de exemplo pede nós que usam instâncias N4. Se as instâncias N4 não estiverem disponíveis, o ComputeClass pede instâncias N2. Pode configurar a default ComputeClass com qualquer um dos campos disponíveis na ComputeClass CustomResourceDefinition.
Aplique o manifesto ao cluster:
```
kubectl apply -f PATH_TO_MANIFEST
```
Substitua PATH_TO_MANIFEST pelo caminho para o manifesto da ComputeClass.

Depois de definir uma ComputeClass predefinida ao nível do cluster, o GKE dimensiona os conjuntos de nós que cumprem os seguintes requisitos:

A configuração do nó é igual à configuração da default ComputeClass.
O conjunto de nós não tem restrições nem etiquetas para uma ComputeClass diferente. O GKE pode dimensionar pools de nós que tenham uma mancha e uma etiqueta para a default ComputeClass.

Por exemplo, se a default ComputeClass especificar a série de máquinas N4, o GKE pode dimensionar um pool de nós existente que use instâncias N4 e não tenha taints nem etiquetas para uma ComputeClass diferente.

As alterações aplicam-se a todos os novos pods no cluster que ainda não tenham uma ComputeClass. Os pods existentes podem ser afetados consoante as definições de migração ativas da ComputeClass predefinida ao nível do cluster. Para mais informações, consulte o artigo Migração ativa nas ComputeClasses predefinidas.

Valide o comportamento predefinido de ComputeClass

Para verificar se a ComputeClass predefinida que definiu para um espaço de nomes ou para um cluster funciona como esperado, faça o seguinte:

Reveja o exemplo de implementação seguinte:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: helloweb
  labels:
    app: hello
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: hello
      tier: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: hello
        tier: web
    spec:
      containers:
      - name: hello-app
        image: us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:1.0
        ports:
        - containerPort: 8080
        resources:
          requests:
            cpu: 200m

Esta implementação não pede explicitamente uma ComputeClass.

Crie a implementação:
```
kubectl apply --namespace=NAMESPACE_NAME \
    -f https://raw.githubusercontent.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples/refs/heads/main/quickstarts/hello-app/manifests/helloweb-deployment.yaml
```
Substitua NAMESPACE_NAME por uma das seguintes opções, consoante o que quer validar:
- O nome de um espaço de nomes que tem uma ComputeClass predefinida.
- O nome de um espaço de nomes que não tem uma ComputeClass predefinida.
O GKE pode demorar algum tempo a criar novos nós para executar os pods.

Identifique os nós que executam os pods da implementação de exemplo:

kubectl get pods --namespace=NAMESPACE_NAME \
    --selector=app=hello -o=wide

O resultado é semelhante ao seguinte:

NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP          NODE                                                  NOMINATED NODE   READINESS GATES
helloweb-7795fbf856-58n5l   1/1     Running   0          9m21s   10.52.2.3   gke-cluster-1-nap-n2-highcpu-2-3muqi8-f213e529-rx7d   <none>           <none>

Obtenha as etiquetas dos nós:
```
kubectl get node NODE_NAME --show-labels \
    | grep "cloud.google.com/compute-class"
```
Substitua NODE_NAME pelo nome do nó da saída do passo anterior.

O resultado é semelhante ao seguinte:
```
NODE_NAME   Ready    <none>   22m   v1.32.4-gke.1236007
# lines are omitted from this output
cloud.google.com/compute-class=COMPUTECLASS_NAME,cloud.google.com/gke-boot-disk=pd-balanced,cloud.google.com/gke-container-runtime=containerd
```
O valor em COMPUTECLASS_NAME é um dos seguintes:
- ComputeClass predefinida ao nível do cluster: default para nós criados pelo GKE Autopilot ou pela criação automática de node pools. Os nós em conjuntos de nós criados manualmente existentes podem não ter a etiqueta cloud.google.com/compute-class.
- ComputeClass predefinida ao nível do espaço de nomes: o nome da ComputeClass que configurou como predefinição do espaço de nomes.

Desative a ComputeClass predefinida

Para desativar a ComputeClass predefinida num espaço de nomes ou num cluster, faça o seguinte:

Para desativar a ComputeClass predefinida ao nível do espaço de nomes para todos os pods, remova a etiqueta cloud.google.com/default-compute-class do espaço de nomes:
```
kubectl label namespaces NAMESPACE_NAME \
  cloud.google.com/default-compute-class-
```
O caráter - no final da chave da etiqueta remove todas as etiquetas com essa chave do objeto Namespace na API Kubernetes.
Para desativar a ComputeClass predefinida ao nível do espaço de nomes para pods que não sejam DaemonSet, remova a etiqueta cloud.google.com/default-compute-class-non-daemonset do espaço de nomes:
```
kubectl label namespaces NAMESPACE_NAME \
  cloud.google.com/default-compute-class-non-daemonset-
```
Para desativar a ComputeClass predefinida ao nível do cluster, use o comando gcloud container clusters update com a flag --no-enable-default-compute-class:
```
gcloud container clusters update CLUSTER_NAME \
    --location=CONTROL_PLANE_LOCATION \
    --no-enable-default-compute-class
```

O que se segue?

Saiba mais acerca das ComputeClasses personalizadas no GKE.