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    容器服务 Kubernetes 版 ACK：修复GPU实例重启或被置换后设备ID变更问题

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    容器服务 Kubernetes 版 ACK：修复GPU实例重启或被置换后设备ID变更问题

    更新时间：Sep 28, 2023

    GPU实例宕机后，GPU设备ID可能会变化，会导致容器无法正常启动。GPUOps检测GPU实例的GPU设备ID与/var/lib/kubelet/device-plugins/kubelet_internal_checkpoint中存储的GPU设备ID是否一致。如果不一致，GPUOps会删除checkpoint文件，由Kubelet生成新的checkpoint文件，保证存储的GPU设备ID与真实的GPU设备ID一致。本文介绍如何修复由GPU实例宕机引起的设备ID变更问题。

    前提条件

    背景信息

    • GPU实例宕机后，重启或置换GPU实例时，GPU设备ID可能会变化。该ID如果与/var/lib/kubelet/device-plugins/kubelet_internal_checkpoint中存储的GPU设备ID信息不一致，会导致容器无法正常启动。

      说明

      • 重启或置换GPU实例指重启或置换带有GPU设备的ECS实例。

      • 以下场景都有可能引起GPU设备ID变化：

        • GPU实例宕机后，重启或置换GPU实例时。

        • 手动重启GPU实例时。

    • GPUOps是一个可执行的二进制程序，在Linux上可直接执行。具体下载地址，请参见GPUOps。

    • 一个GPU实例上可以有多个GPU卡，每个GPU卡都有一个GPU设备ID。

    步骤一：部署GPUOps

    单机部署GPUOps

    1. 执行以下命令，将GPUOps复制到/usr/local/bin/目录下，并赋予可执行权限。

      sudo cp ./gpuops /usr/local/bin/
sudo chmod +x gpuops

    2. 执行以下命令，把GPUOps添加到开机自动启动的服务。

      sudo cat > /etc/systemd/system/gpuops.service <<EOF
[Unit]
Description=Gpuops: check kubelet checkpoint gpu status
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=oneshot
RemainAfterExit=yes
ExecStart=/usr/local/bin/gpuops check

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

sudo systemctl enable gpuops.service

    批量部署GPUOps

    在GPU集群中，使用以下YAML文件样例部署DaemonSet。

    展开查看YAML详情

    apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: gpuops-deploy
  labels:
    k8s-app: gpuops-deploy
spec:
  selector:
    matchLabels:
      name: gpuops-deploy
  template:
    metadata:
      labels:
        name: gpuops-deploy
    spec:
      hostPID: true
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
              - matchExpressions:
                  - key: aliyun.accelerator/nvidia_name
                    operator: Exists
      containers:
        - name: gpuops
          image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/acs/gpuops:latest
          command:
          securityContext:
            privileged: true
          volumeMounts:
            - name: hostbin
              mountPath: /workspace/host/usr/local/bin
            - name: hostsystem
              mountPath: /workspace/host/etc/systemd/system
      terminationGracePeriodSeconds: 30
      volumes:
        - name: hostbin
          hostPath:
            path: /usr/local/bin
        - name: hostsystem
          hostPath:
            path: /etc/systemd/system

    成功部署该DaemonSet后，GPU集群会自动在所有Worker节点执行以下操作：

    • 将GPUOps复制到/usr/local/bin/目录下，并赋予可执行权限。

    • 把GPUOps添加到开机自动启动的服务。

    以后集群中的GPU实例宕机后，重启或置换GPU实例时，GPUOps会保证存储的GPU设备ID与真实的GPU设备ID一致。

    步骤二：验证GPUOps修复GPU设备ID变更情况

    1. GPUOps安装完成后，在GPU集群部署1个Pod。

      部署Pod的YAML文件样例如下：

      展开查看YAML详情

      apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: app-3g-v1
  labels:
    app: app-3g-v1
spec:
  replicas: 1
  serviceName: "app-3g-v1"
  podManagementPolicy: "Parallel"
  selector: # define how the deployment finds the pods it manages
    matchLabels:
      app: app-3g-v1
  template: # define the pods specifications
    metadata:
      labels:
        app: app-3g-v1
    spec:
      containers:
      - name: app-3g-v1
        image: registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/tensorflow-samples/cuda-malloc:3G
        resources:
          limits:
            nvidia.com/gpu: 1

    2. 执行以下命令，验证Pod部署情况。

      kubectl get pod

      预期输出：

      NAME                                  READY   STATUS       RESTARTS   AGE
app-3g-v1-0                           1/1     Running      0          22s

    3. 登录到该GPU实例，执行以下命令，重启GPU节点。

      说明

      关于如何登录到GPU实例，请参见使用VNC登录实例。

      sudo reboot

    4. 执行以下命令，查看GPUOps的执行日志信息。

      sudo journalctl -u gpuops

      • 如果输出的日志内容如下，说明此时checkpoint文件中的GPU设备ID和真实的GPU设备ID是一致的，无需处理。

        6月 28 14:49:00 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[21976]: {"level":"info","msg":"check gpu start...","time":"2020-06-28T14:49:00+08:00"}
6月 28 14:49:00 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[21976]: {"level":"info","msg":"find nvidia gpu: [\"GPU-383cd6a5-00a6-b455-62c4-c163d164b837\"]","time":"2020-06-28T14:49:00+08:00"}
6月 28 14:49:00 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[21976]: {"level":"info","msg":"read checkpoint: {\"Data\":{\"PodDeviceEntries\":[{\"PodUID\":\"300f47eb-e5c3-4d0b-9a87-925837b67732\",\"ContainerName\":\"app-3g-v1\",\"ResourceName\":\"aliyun.com/g
6月 28 14:49:00 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z systemd[1]: Started Gpuops: check kubelet checkpoint gpu status.
6月 28 14:49:00 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[21976]: {"level":"info","msg":"find registered gpu: [\"GPU-383cd6a5-00a6-b455-62c4-c163d164b837\"]","time":"2020-06-28T14:49:00+08:00"}
6月 28 14:49:00 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[21976]: {"level":"info","msg":"find pod gpu: null","time":"2020-06-28T14:49:00+08:00"}
6月 28 14:49:00 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[21976]: {"level":"info","msg":"cached gpu info in checkpoint is up to date, check gpu finished","time":"2020-06-28T14:49:00+08:00"}

      • 如果输出的日志有以下warning级别的日志时，则说明GPU设备ID发生了变化，GPUOps会删除checkpoint，Kubernetes会重新生成checkpoint文件，保证设备信息同步。

        6月 28 14:41:16 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z systemd[1]: Starting Gpuops: check kubelet checkpoint gpu status...
6月 28 14:41:16 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"info","msg":"check gpu start...","time":"2020-06-28T14:41:16+08:00"}
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"info","msg":"find nvidia gpu: [\"GPU-68ce64fb-ea68-5ad6-7e72-31f3f07378df\"]","time":"2020-06-28T14:41:17+08:00"}
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"info","msg":"read checkpoint: {\"Data\":{\"PodDeviceEntries\":[{\"PodUID\":\"300f47eb-e5c3-4d0b-9a87-925837b67732\",\"ContainerName\":\"app-3g-v1\",\"ResourceName\":\"aliyun.com/gpu
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"info","msg":"find registered gpu: [\"GPU-7fd52bfc-364d-1129-a142-c3f10e053ccb\"]","time":"2020-06-28T14:41:17+08:00"}
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"info","msg":"find pod gpu: [\"GPU-7fd52bfc-364d-1129-a142-c3f10e053ccb\"]","time":"2020-06-28T14:41:17+08:00"}
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"warning","msg":"the registered gpu uuid not equal with nvidia gpu","time":"2020-06-28T14:41:17+08:00"}
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"warning","msg":"cached gpu info in checkpoint is out of date","time":"2020-06-28T14:41:17+08:00"}
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"info","msg":"delete checkpoint file success","time":"2020-06-28T14:41:17+08:00"}
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"info","msg":"kubelet restart success","time":"2020-06-28T14:41:17+08:00"}
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z gpuops[951]: {"level":"info","msg":"check gpu finished","time":"2020-06-28T14:41:17+08:00"}
6月 28 14:41:17 iZ2vc1mysgx8bqdv3oyji9Z systemd[1]: Started Gpuops: check kubelet checkpoint gpu status.

        • 执行以下命令，查看真实的GPU设备ID。

          sudo nvidia-smi -L

          预期输出：

          GPU 0: Tesla T4 (UUID: GPU-0650a168-e770-3ea8-8ac3-8a1d419763e0)

        • 执行以下命令，查看checkpoint文件里存储的GPU设备ID。

          sudo cat /var/lib/kubelet/device-plugins/kubelet_internal_checkpoint

          预期输出：

          {"Data":{"PodDeviceEntries":null,"RegisteredDevices":{"nvidia.com/gpu":["GPU-0650a168-e770-3ea8-8ac3-8a1d419763e0"]}},"Checksum":3952659280}

          从上述输出信息，可知checkpoint文件里存储的GPU设备ID与真实的GPU设备ID一致，说明GPUOps成功修复了设备ID不一致的问题。