2.9. Pod で外部リソースにアクセスするためのデバイスプラグインの使用

デバイスプラグインは、クラスター間でハードウェアデバイスを使用する際の一貫した移植可能なソリューションを提供します。デバイスプラグインは、拡張メカニズムを通じてこれらのデバイスをサポートし (これにより、コンテナーがこれらのデバイスを利用できるようになります)、デバイスのヘルスチェックを実施し、それらを安全に共有します。

デバイスプラグインは、特定のハードウェアリソースの管理を行う、ノード上で実行される gRPC サービスです (kubelet の外部にあります)。デバイスプラグインは以下のリモートプロシージャーコール (RPC) をサポートしている必要があります。

service DevicePlugin {
      // GetDevicePluginOptions returns options to be communicated with Device
      // Manager
      rpc GetDevicePluginOptions(Empty) returns (DevicePluginOptions) {}

      // ListAndWatch returns a stream of List of Devices
      // Whenever a Device state change or a Device disappears, ListAndWatch
      // returns the new list
      rpc ListAndWatch(Empty) returns (stream ListAndWatchResponse) {}

      // Allocate is called during container creation so that the Device
      // Plug-in can run device specific operations and instruct Kubelet
      // of the steps to make the Device available in the container
      rpc Allocate(AllocateRequest) returns (AllocateResponse) {}

      // PreStartcontainer is called, if indicated by Device Plug-in during
      // registration phase, before each container start. Device plug-in
      // can run device specific operations such as resetting the device
      // before making devices available to the container
      rpc PreStartcontainer(PreStartcontainerRequest) returns (PreStartcontainerResponse) {}
}

デバイスプラグインの例

Device Manager は、特殊なノードのハードウェアリソースを、デバイスプラグインとして知られるプラグインを使用して公開するメカニズムを提供します。

特殊なハードウェアは、アップストリームのコード変更なしに公開できます。

Device Manager はデバイスを 拡張リソース として公開します。ユーザー Pod は、他の 拡張リソース を要求するために使用されるのと同じ 制限/要求 メカニズムを使用して Device Manager で公開されるデバイスを消費できます。

使用開始時に、デバイスプラグインは /var/lib/kubelet/device-plugins/kubelet.sock の Register を起動して Device Manager に自己登録し、Device Manager の要求を提供するために /var/lib/kubelet/device-plugins/<plugin>.sock で gRPC サービスを起動します。

Device Manager は、新規登録要求の処理時にデバイスプラグインサービスで ListAndWatch リモートプロシージャーコール (RPC) を起動します。応答として Device Manager は gRPC ストリームでプラグインから デバイス オブジェクトの一覧を取得します。Device Manager はプラグインからの新規の更新の有無についてストリームを監視します。プラグイン側では、プラグインはストリームを開いた状態にし、デバイスの状態に変更があった場合には常に新規デバイスの一覧が同じストリーム接続で Device Manager に送信されます。

新規 Pod の受付要求の処理時に、Kubelet はデバイスの割り当てのために要求された Extended Resource を Device Manager に送信します。Device Manager はそのデータベースにチェックインして対応するプラグインが存在するかどうかを確認します。プラグインが存在し、ローカルキャッシュと共に割り当て可能な空きデバイスがある場合、Allocate RPC がその特定デバイスのプラグインで起動します。

さらにデバイスプラグインは、ドライバーのインストール、デバイスの初期化、およびデバイスのリセットなどの他のいくつかのデバイス固有の操作も実行できます。これらの機能は実装ごとに異なります。

Device Manager を有効にし、デバイスプラグインを実装してアップストリームのコード変更なしに特殊なハードウェアを公開できるようにします。

Device Manager は、特殊なノードのハードウェアリソースを、デバイスプラグインとして知られるプラグインを使用して公開するメカニズムを提供します。