Kubernetes v1.34: DRA nutzbare Kapazität

TL;DR

Kubernetes v1.34 führt die Funktion der konsumierbaren Kapazität im Rahmen der dynamischen Ressourcenzuteilung (DRA) ein, die eine flexiblere Verwaltung von Geräten und deren Nutzung durch Pods ermöglicht. Diese Neuerung erlaubt das Teilen von Ressourcen über mehrere ResourceClaims und verbessert die Effizienz der Ressourcennutzung in Kubernetes–Clustern.

Hauptinhalt

Die dynamische Ressourcenzuteilung (DRA) in Kubernetes zielt darauf ab, knappe Ressourcen effizienter zwischen Pods und Containern zu verwalten. Mit der Einführung der konsumierbaren Kapazität in Kubernetes v1.34 wird die DRA um die Möglichkeit erweitert, spezifische Geräteteile flexibel zuzuweisen. Dies geht über die einfache Zuteilung von Geräten hinaus und ermöglicht es Nutzern, maßgeschneiderte Konfigurationen für ihre Workloads zu definieren und Geräte zwischen mehreren Containern oder Pods zu teilen.

Bereits mit der ersten Version von DRA konnten mehrere Pods ein Gerät über die gleiche ResourceClaim referenzieren, was die Zuteilung von Ressourcen von spezifischer Hardware entkoppelt. In Kubernetes v1.33 wurde die Unterstützung für partitionierbare Geräte eingeführt, die es Ressourcentreibern ermöglicht, Teilmengen eines Geräts anzubieten, wodurch eine genauere Modellierung von teilbaren Hardware-Ressourcen möglich wurde. Die neue Funktion der konsumierbaren Kapazität schließt eine Lücke, indem sie das Management von dynamischen, feingranularen Ressourcenteilen, wie beispielsweise Netzwerkbandbreite, basierend auf der Nachfrage der Nutzer ermöglicht.

Ein zentrales Merkmal der konsumierbaren Kapazität ist die Unterstützung des Teilens von Geräten über mehrere ResourceClaims oder DeviceRequests hinweg. Dadurch können Pods aus verschiedenen Namespaces gleichzeitig auf dasselbe Gerät zugreifen, sofern dies vom spezifischen DRA-Treiber unterstützt wird. Der Scheduler von Kubernetes wurde ebenfalls angepasst, um die Zuteilung von Teilmengen der Ressourcen eines Geräts zu ermöglichen, wobei die Gesamtzuteilung nie die gesamte Kapazität des Geräts überschreitet. Dies ähnelt der bestehenden Logik, die es Pods und Containern erlaubt, Ressourcen auf Knoten zu teilen.

Zusätzlich wird mit der konsumierbaren Kapazität das neue Constraint „DistinctAttribute“ eingeführt, das sicherstellt, dass innerhalb eines ResourceClaim keine mehrfachen Zuweisungen desselben zugrunde liegenden Geräts erfolgen. Dies ist besonders nützlich für Anwendungsfälle, in denen Netzwerkgeräte an unterschiedliche Subnetze zugewiesen werden müssen, um die Abdeckung zu erweitern oder Redundanz in verschiedenen Fehlerdomänen zu schaffen.

Technische Details/Implikationen

Die konsumierbare Kapazität wird als Alpha-Funktion in Kubernetes 1.34 eingeführt und muss in kubelet, kube-apiserver, kube-scheduler und kube-controller-manager aktiviert werden. DRA-Treiberentwickler können ein Gerät innerhalb eines ResourceSlice für mehrere ResourceClaims allocierbar machen, indem sie die Option „AllowMultipleAllocations“ aktivieren. Zudem besteht die Möglichkeit, eine Richtlinie zu definieren, die festlegt, wie die Kapazität jedes Geräts von den DeviceRequests konsumiert werden soll, um eine sichere und effiziente Ressourcennutzung zu gewährleisten.

Fazit/Ausblick

Die Einführung der konsumierbaren Kapazität in Kubernetes v1.34 stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Verwaltung von Ressourcen dar und bietet DevOps–Teams neue Möglichkeiten zur Optimierung der Ressourcennutzung in Kubernetes-Clustern. Die zukünftige Entwicklung könnte weitere Verbesserungen in der Flexibilität und Effizienz der Ressourcenzuteilung mit sich bringen.