Pod在灵骏节点使用RDMA网络

本文档介绍如何在ACK托管集群Pro的灵骏节点中配置和使用RDMA(RemoteDirect Memory Access)技术,实现高性能容器网络通信。RDMA技术可显著降低网络延迟并提升吞吐量,适用于高性能计算(HPC)、AI训练、分布式存储等对网络性能要求严苛的场景。

RDMA介绍

RDMA(Remote Direct Memory Access,远程直接内存访问)是一种高性能网络通信技术,旨在解决传统网络传输中服务器端数据处理的延迟问题。RDMA允许数据直接从一台计算机的内存传输到另一台计算机,无需双方操作系统的介入。这种机制实现了高吞吐量、低延迟的网络通信,尤其适合在大规模并行计算机集群中使用。

RDMA通过网络将数据直接传入目标计算机的存储区,实现从一个系统到远程系统存储器的快速数据移动。整个传输过程不对操作系统造成任何影响,因此几乎不消耗计算机的处理能力,继而减少外部存储器复制和上下文切换的开销,节省内存带宽和CPU周期,以提升应用系统性能。

前提条件

Kubernetes中,Pod支持两种网络模式:

  • 独立IP模式:Pod拥有独立的IP地址(非hostNetwork模式)

  • 共享网络模式:Pod直接使用宿主节点网络(hostNetwork模式)

hostNetwork模式的Pod使用RDMA功能时,需满足以下条件:

  • 灵骏节点所在的灵骏裸金属集群的计算网络IP版本须为IPv6

  • 创建灵骏裸金属集群时必须选择IPv6模式

关于如何创建灵骏裸金属集群及其对IPv6的支持情况,请提交工单咨询灵骏团队。

操作步骤

  1. 安装RDMA Device Plugin组件。

    1. 集群列表页面,单击目标集群名称,然后在左侧导航栏,单击组件管理

    2. 组件管理页面,单击网络页签,定位RDMA Device Plugin组件,按照页面提示配置组件并完成安装

      配置项

      说明

      hostNetwork模式的PodRDMA使用开关

      选择非hostNetwork模式的PodRDMA使用开关。可选值:

      • False(不勾选):仅允许hostNetwork模式的Pod使用RDMA网络。

      • True(勾选):允许非hostNetwork模式的Pod使用RDMA网络。开启前,请确认ACK集群关联的灵骏裸金属集群使用的网络版本为IPv6,否则RDMA配置不生效。

  2. 确认RDMA Device Plugin已正常运行,且在每个有RDMA灵骏节点都已启动。

    kubectl get ds ack-rdma-dp-ds -n kube-system

    预期输出:

    NAME             DESIRED   CURRENT   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   NODE SELECTOR   AGE
    ack-rdma-dp-ds   2         2         2       2            2           <none>          xxh
  3. 检查节点是否拥有资源rdma/hca

    kubectl get node e01-cn-xxxx -oyaml

    预期输出:

    ...
      allocatable:
        cpu: 189280m
        ephemeral-storage: "3401372677838"
        hugepages-1Gi: "0"
        hugepages-2Mi: "0"
        memory: 2063229768Ki
        nvidia.com/gpu: "8"
        pods: "64"
        rdma/hca: 1k
      capacity:
        cpu: "192"
        ephemeral-storage: 3690725568Ki
        hugepages-1Gi: "0"
        hugepages-2Mi: "0"
        memory: 2112881480Ki
        nvidia.com/gpu: "8"
        pods: "64"
        rdma/hca: 1k
    ...
  4. 执行以下YAML文件,为Pod使用RDMA功能申请rdma/hca资源。

    • 申请量为rdma/hca:1即可。

    • 如果RDMA Device Plugin组件未开启非hostNetwork模式的Pod允许使用RDMA的开关,则需配置hostNetwork: truePod才可使用RDMA功能。

    apiVersion: batch/v1
    kind: Job
    metadata:
      name: hps-benchmark
    spec:
      parallelism: 1
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hps-benchmark
            image: **
            command:
            - sh
            - -c
            - |
              python /workspace/wdl_8gpu_outbrain.py
            resources:
              limits:
                nvidia.com/gpu: 8
                rdma/hca: 1
            workingDir: /root
            volumeMounts:
              - name: shm
                mountPath: /dev/shm
            securityContext:
              capabilities:
                add:
                - SYS_RESOURCE
                - IPC_LOCK
          restartPolicy: Never
          volumes:
            - name: shm
              emptyDir:
                medium: Memory
                sizeLimit: 8Gi
          hostNetwork: true
          tolerations:
            - operator: Exists