使用 DRA 将设备分配给工作负载

本页向你介绍如何使用动态资源分配（DRA）将设备分配给 Pod。这些说明面向工作负载操作员。在阅读本页之前，请熟悉 DRA 的工作原理以及 DRA 相关术语，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 进行设备分配

作为工作负载操作员，你可以通过创建 ResourceClaim 或 ResourceClaimTemplate 来为你的工作负载申请设备。当你部署工作负载时，Kubernetes 和设备驱动程序会找到可用设备，将其分配给你的 Pod，并将这些 Pod 放置在能够访问这些设备的节点上。

开始之前

你需要有一个 Kubernetes 集群，并且必须配置 kubectl 命令行工具以与你的集群通信。建议在至少有两个节点的集群上运行本教程，且这些节点不能作为控制平面主机。如果你还没有集群，可以通过 minikube 创建一个，或者使用以下 Kubernetes 演练场之一。

• iximiuz Labs
• Killercoda
• KodeKloud

要检查版本，请输入 kubectl version。

• 请确保你的集群管理员已设置好 DRA、挂载了设备并安装了驱动程序。有关更多信息，请参阅 在集群中设置 DRA。

确定要申请的设备

你的集群管理员或设备驱动程序会创建DeviceClasses，用于定义设备的类别。你可以使用 通用表达式语言 (CEL) 来筛选特定设备属性，从而申请设备。

获取集群中的 DeviceClasses 列表

kubectl get deviceclasses

输出类似于以下内容

NAME                 AGE
driver.example.com   16m

如果你收到权限错误，可能表示你没有获取 DeviceClasses 的访问权限。请咨询你的集群管理员或驱动程序提供商，了解可用的设备属性。

申请资源

你可以使用 ResourceClaims 从 DeviceClass 请求资源。要创建 ResourceClaim，请执行以下任一操作：

• 如果你希望多个 Pod 共享对同一设备的访问权限，或者希望申请在 Pod 生命周期结束后仍然存在，请手动创建 ResourceClaim。
• 使用 ResourceClaimTemplate 让 Kubernetes 生成并管理每个 Pod 的 ResourceClaim。如果你希望每个 Pod 都能访问具有类似配置的独立设备，请创建一个 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 中直接引用特定的 ResourceClaim，则该 ResourceClaim 必须已在集群中存在。如果引用的 ResourceClaim 不存在，Pod 将保持 Pending（挂起）状态，直到 ResourceClaim 被创建。虽然你可以在 Pod 中引用自动生成的 ResourceClaim，但通常不建议这样做，因为自动生成的 ResourceClaim 绑定在触发生成的 Pod 的生命周期内。

要创建申请资源的工作负载，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，它在 example-device-class DeviceClass 中请求符合以下两个参数的设备：

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

要创建该 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")              

此清单创建了一个 ResourceClaim，它在 example-device-class DeviceClass 中请求符合以下两个参数的设备：

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

要创建该 ResourceClaim，请运行以下命令

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

在工作负载中使用 DRA 请求设备

要请求设备分配，请在 Pod 规约的 resourceClaims 字段中指定 ResourceClaim 或 ResourceClaimTemplate。然后，在该 Pod 的某个容器的 resources.claims 字段中按名称请求特定的申请。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申请。

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 具有以下属性：

   • 使名为 separate-gpu-claim 的 ResourceClaimTemplate 和名为 shared-gpu-claim 的 ResourceClaim 可供容器使用。
   • 运行以下容器：
     • container0 请求来自 separate-gpu-claim ResourceClaimTemplate 的设备。
     • container1 和 container2 共享对来自 shared-gpu-claim ResourceClaim 的设备的访问权限。

2. 创建 Job

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

尝试以下故障排查步骤：

1. 当工作负载未按预期启动时，从 Job 到 Pod 再到 ResourceClaim 进行逐层检查，使用 kubectl describe 查看各层对象，查看是否有状态字段或事件可以解释工作负载为何未启动。
2. 当创建 Pod 失败并提示 must specify one of: resourceClaimName, resourceClaimTemplateName 时，请检查 pod.spec.resourceClaims 中的所有条目是否恰好设置了其中一个字段。如果已经设置，则可能是集群安装了一个针对 Kubernetes < 1.32 的 API 构建的突变 Pod Webhook。请与你的集群管理员协作检查此问题。

清理

要删除你在此任务中创建的 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. 要删除你的资源申请，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
     

接下来

• 了解更多关于 DRA 的信息