使用 DRA 为工作负载分配设备

本页面介绍如何使用动态资源分配（DRA）将设备分配给 Pod。这些说明适用于工作负载操作员。在阅读本页面之前，请熟悉 DRA 的工作原理以及 DRA 术语，例如 ResourceClaims 和 ResourceClaimTemplates。有关更多信息，请参阅 动态资源分配 (DRA)。

关于使用 DRA 分配设备

作为工作负载操作员，你可以通过创建 ResourceClaims 或 ResourceClaimTemplates 为你的工作负载声明设备。当你部署工作负载时，Kubernetes 和设备驱动程序会查找可用的设备，将它们分配给你的 Pod，并将 Pod 放置在可以访问这些设备的节点上。

准备工作

你需要拥有一个 Kubernetes 集群，并且 kubectl 命令行工具已配置为与你的集群通信。建议在至少有两个节点（不充当控制平面主机）的集群上运行本教程。如果你还没有集群，可以使用 minikube 创建一个，或者使用以下 Kubernetes 演练场之一

• iximiuz Labs
• Killercoda
• KodeKloud
• Play with Kubernetes

要检查版本，请输入 kubectl version。

• 确保你的集群管理员已设置 DRA、连接设备并安装驱动程序。有关更多信息，请参阅 在集群中设置 DRA。

识别要声明的设备

你的集群管理员或设备驱动程序创建DeviceClasses，用于定义设备的类别。你可以使用 通用表达式语言 过滤特定设备属性来声明设备。

获取集群中的 DeviceClass 列表

kubectl get deviceclasses

输出类似于以下内容

NAME                 AGE
driver.example.com   16m

如果你遇到权限错误，可能无法访问 DeviceClass。请咨询你的集群管理员或驱动程序提供商以获取可用设备属性。

声明资源

你可以使用 ResourceClaims 从 DeviceClass 请求资源。要创建 ResourceClaim，请执行以下操作之一

• 如果你希望多个 Pod 共享访问同一设备，或者希望声明在 Pod 生命周期之外存在，请手动创建 ResourceClaim。
• 使用 ResourceClaimTemplate 让 Kubernetes 生成和管理每个 Pod 的 ResourceClaims。如果你希望每个 Pod 都能访问具有相似配置的独立设备，请创建 ResourceClaimTemplate。例如，你可能希望在使用 并行执行 的 Job 中的 Pod 同时访问设备。

如果你在 Pod 中直接引用了特定的 ResourceClaim，则该 ResourceClaim 必须已经存在于集群中。如果引用的 ResourceClaim 不存在，则 Pod 将保持挂起状态，直到创建 ResourceClaim。你可以在 Pod 中引用自动生成的 ResourceClaim，但由于自动生成的 ResourceClaims 绑定到触发生成的 Pod 的生命周期，因此不建议这样做。

要创建声明资源的工作负载，请选择以下选项之一

• ResourceClaimTemplate
• ResourceClaim

查看以下示例清单

dra/resourceclaimtemplate.yaml

apiVersion: resource.k8s.io/v1
kind: ResourceClaimTemplate
metadata:
  name: example-resource-claim-template
spec:
  spec:
    devices:
      requests:
      - name: gpu-claim
        exactly:
          deviceClassName: example-device-class
          selectors:
          - cel:
            expression: |-
                device.attributes["driver.example.com"].type == "gpu" &&
                device.capacity["driver.example.com"].memory == quantity("64Gi")                

此清单创建了一个 ResourceClaimTemplate，它请求 example-device-class DeviceClass 中与以下两个参数都匹配的设备

• 具有 driver.example.com/type 属性且值为 gpu 的设备。
• 具有 64Gi 容量的设备。

要创建 ResourceClaimTemplate，请运行以下命令

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/dra/resourceclaimtemplate.yaml

查看以下示例清单

dra/resourceclaim.yaml

apiVersion: resource.k8s.io/v1
kind: ResourceClaim
metadata:
  name: example-resource-claim
spec:
  devices:
    requests:
    - name: single-gpu-claim
      exactly:
        deviceClassName: example-device-class
        allocationMode: All
        selectors:
        - cel:
          expression: |-
              device.attributes["driver.example.com"].type == "gpu" &&
              device.capacity["driver.example.com"].memory == quantity("64Gi")              

此清单创建 ResourceClaim，它请求 example-device-class DeviceClass 中与以下两个参数都匹配的设备

• 具有 driver.example.com/type 属性且值为 gpu 的设备。
• 具有 64Gi 容量的设备。

要创建 ResourceClaim，请运行以下命令

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/dra/resourceclaim.yaml

使用 DRA 在工作负载中请求设备

要请求设备分配，请在 Pod 规范的 resourceClaims 字段中指定 ResourceClaim 或 ResourceClaimTemplate。然后，在 Pod 中容器的 resources.claims 字段中按名称请求特定声明。你可以在 resourceClaims 字段中指定多个条目，并在不同的容器中使用特定的声明。

1. 查看以下示例 Job

   dra/dra-example-job.yaml

   apiVersion: batch/v1
   kind: Job
   metadata:
     name: example-dra-job
   spec:
     completions: 10
     parallelism: 2
     template:
       spec:
         restartPolicy: Never
         containers:
         - name: container0
           image: ubuntu:24.04
           command: ["sleep", "9999"]
           resources:
             claims:
             - name: separate-gpu-claim
         - name: container1
           image: ubuntu:24.04
           command: ["sleep", "9999"]
           resources:
             claims:
             - name: shared-gpu-claim
         - name: container2
           image: ubuntu:24.04
           command: ["sleep", "9999"]
           resources:
             claims:
             - name: shared-gpu-claim
         resourceClaims:
         - name: separate-gpu-claim
           resourceClaimTemplateName: example-resource-claim-template
         - name: shared-gpu-claim
           resourceClaimName: example-resource-claim
   

   此 Job 中的每个 Pod 都具有以下属性

   • 为容器提供名为 separate-gpu-claim 的 ResourceClaimTemplate 和名为 shared-gpu-claim 的 ResourceClaim。
   • 运行以下容器
     • container0 请求 separate-gpu-claim ResourceClaimTemplate 中的设备。
     • container1 和 container2 共享访问 shared-gpu-claim ResourceClaim 中的设备。

2. 创建 Job

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/dra/dra-example-job.yaml
   

尝试以下故障排除步骤

1. 当工作负载未按预期启动时，从 Job 深入到 Pod，再深入到 ResourceClaims，并使用 kubectl describe 检查每个级别的对象，查看是否有任何状态字段或事件可以解释工作负载未启动的原因。
2. 当创建 Pod 失败并显示 must specify one of: resourceClaimName, resourceClaimTemplateName 时，请检查 pod.spec.resourceClaims 中的所有条目是否都只设置了这两个字段中的一个。如果确实如此，则可能是集群中安装了针对 Kubernetes < 1.32 API 构建的 mutating Pod webhook。请与集群管理员联系以检查此问题。

清理

要删除在此任务中创建的 Kubernetes 对象，请按照以下步骤操作

1. 删除示例 Job

   kubectl delete -f https://k8s.io/examples/dra/dra-example-job.yaml
   

2. 要删除你的资源声明，请运行以下命令之一

   • 删除 ResourceClaimTemplate

     kubectl delete -f https://k8s.io/examples/dra/resourceclaimtemplate.yaml
     

   • 删除 ResourceClaim

     kubectl delete -f https://k8s.io/examples/dra/resourceclaim.yaml
     

下一步

• 了解更多关于 DRA 的信息