Kubernetes v1.26：CPUManager 进入 GA 阶段

CPU 管理器是 kubelet（Kubernetes 节点代理）的一部分，它使用户能够为容器分配独占的 CPU。自 Kubernetes v1.10 中 进入 Beta 阶段以来，CPU 管理器证明了其可靠性，并很好地完成了为容器分配独占 CPU 的任务，因此其采用率稳步增长，使其成为性能关键型和低延迟环境中的重要组件。随着时间的推移，大多数变更是关于错误修复或内部重构，其中值得注意的面向用户的变更有以下几点：

• 支持显式预留 CPU：之前已经可以请求为系统资源（包括 kubelet 本身）预留给定数量的 CPU，这些 CPU 不会被用于独占 CPU 分配。现在还可以显式选择要预留哪些 CPU，而不是让 kubelet 自动选择。
• 使用 kubelet 本地的 PodResources API，向容器报告独占分配的 CPU，这与已有的设备报告方式非常相似。
• 优化系统资源的使用，消除不必要的 sysfs 变更。

CPU 管理器达到了“开箱即用”的程度，因此在 Kubernetes v1.26 中，它已正式发布（GA）。

CPU 管理器的自定义选项

CPU 管理器支持两种操作模式，通过其**策略**进行配置。使用 `none` 策略时，CPU 管理器为容器分配 CPU 时没有任何特定约束，除了在 Pod 规约中设置的（可选）配额。使用 `static` 策略时，如果 Pod 属于 Guaranteed QoS 类别，并且该 Pod 中的每个容器都请求整数个 vCPU 核心，则 CPU 管理器会独占地分配 CPU。独占分配意味着其他容器（无论是来自同一个 Pod 还是不同的 Pod）都不会被调度到该 CPU 上。

这种简单的操作模型很好地服务了用户群体，但随着 CPU 管理器日益成熟，用户开始关注更复杂的用例以及如何更好地支持它们。

社区没有增加更多策略，而是意识到几乎所有新的用例都是 `static` CPU 管理器策略所启用行为的某种变体。因此，决定添加选项来调整静态策略的行为。这些选项像其他 Kubernetes 特性一样，具有不同的成熟度。为了被接受，每个新选项在禁用时都提供向后兼容的行为，并记录它们之间如何交互（如果它们确实交互的话）。

这使得 Kubernetes 项目能够将 CPU 管理器核心组件和核心 CPU 分配算法升级到 GA，同时也为该领域的实验开创了一个新时代。在 Kubernetes v1.26 中，CPU 管理器支持三种不同的策略选项：

full-pcpus-only

将 CPU 管理器的核心分配算法限制为仅使用完整的物理核心，从而减少由允许共享核心的硬件技术引起的“吵闹的邻居”问题。

distribute-cpus-across-numa

驱动 CPU 管理器在 NUMA 节点之间均匀分布 CPU，适用于需要多个 NUMA 节点来满足分配请求的情况。

align-by-socket

更改 CPU 管理器为容器分配 CPU 的方式：将 CPU 视为在插槽（socket）边界对齐，而不是 NUMA 节点边界。

未来发展

在 CPU 管理器主特性正式发布后，每个现有的策略选项将遵循其各自的毕业流程，独立于 CPU 管理器和其他选项。未来还有增加新选项的空间，但同时，对灵活性（超出 CPU 管理器及其策略选项目前所能提供的）的需求也日益增长。

社区正在进行讨论，计划将 CPU 管理器和当前属于 kubelet 可执行文件的其他资源管理器拆分为可插拔、独立的 kubelet 插件。如果您对此工作感兴趣，请通过 SIG Node 的沟通渠道（Slack、邮件列表、每周会议）加入讨论。

进一步阅读

请查看控制节点上的 CPU 管理策略任务页面，以了解有关 CPU 管理器的更多信息，以及它与其他节点级资源管理器的关系。

参与进来

此特性由 SIG Node 社区推动。请加入我们，与社区联系，分享您对上述特性及其他方面的想法和反馈。我们期待您的声音！

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