ubuntu安装k8s+docker运行英伟达gpu cuda

安装k8s+docker

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sealos reset

sealos run registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/kubernetes-docker:v1.27.7 registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/helm:v3.9.4 registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/cilium:v1.13.4 --single

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英伟达Ubuntu驱动下载地址：https://us.download.nvidia.cn/XFree86/Linux-x86_64/550.78/NVIDIA-Linux-x86_64-550.78.run

./NVIDIA-Linux-x86_64-550.78.run

nvidia-smi

Fri Jul 12 23:18:31 2024       
+-----------------------------------------------------------------------------------------+
| NVIDIA-SMI 550.78                 Driver Version: 550.78         CUDA Version: 12.4     |
|-----------------------------------------+------------------------+----------------------+
| GPU  Name                 Persistence-M | Bus-Id          Disp.A | Volatile Uncorr. ECC |
| Fan  Temp   Perf          Pwr:Usage/Cap |           Memory-Usage | GPU-Util  Compute M. |
|                                         |                        |               MIG M. |
|=========================================+========================+======================|
|   0  NVIDIA GeForce GTX 1060 6GB    Off |   00000000:02:00.0  On |                  N/A |
| 38%   39C    P8              8W /  150W |     273MiB /   6144MiB |      0%      Default |
|                                         |                        |                  N/A |
+-----------------------------------------+------------------------+----------------------+
                                                                                         
+-----------------------------------------------------------------------------------------+
| Processes:                                                                              |
|  GPU   GI   CI        PID   Type   Process name                              GPU Memory |
|        ID   ID                                                               Usage      |
|=========================================================================================|
|    0   N/A  N/A       969      G   /usr/lib/xorg/Xorg                            184MiB |
|    0   N/A  N/A      1597      G   /usr/bin/gnome-shell                           65MiB |
|    0   N/A  N/A      2143      G   ...in/bin/sunloginclient --cmd=autorun         11MiB |
|    0   N/A  N/A      2379      G   ...) Chrome/58.0.3029.81 Safari/537.36          1MiB |
|    0   N/A  N/A      2405      G   ...en=DA4D3A8EA9B98D974368ACD3390ED795          5MiB |


distribution=$(. /etc/os-release;echo $ID$VERSION_ID)
curl -s -L https://nvidia.github.io/nvidia-docker/gpgkey | sudo apt-key add -
curl -s -L https://nvidia.github.io/nvidia-docker/$distribution/nvidia-docker.list | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/nvidia-docker.list
sudo apt-get update --fix-missing
sudo apt-get install -y nvidia-container-toolkit nvidia-docker2
sudo apt-get --only-upgrade install nvidia-docker2

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://yxzrazem.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

sudo docker run --rm -it --gpus all nvidia/cuda:11.8.0-devel-ubuntu22.04 /bin/bash

kubernetes 使用运行时 docker，需要编辑通常存在的配置文件 /etc/docker/daemon.json, 以设置 nvidia-container-runtime 为默认的低级运行时：

{

"default-runtime": "nvidia",

"runtimes": {

"nvidia": {

"path": "/usr/bin/nvidia-container-runtime",

"runtimeArgs": []

}

然后重新启动 docker：

sudo systemctl restart docker

NVIDIA 设备插件

安装工作的 CUDA 驱动程序、设置 NVIDIA 容器工具包和将 containerd 配置为使用 NVIDIA 运行时环境，我们现在可以使用其 Helm chart 来应用 NVIDIA 设备插件。

代码语言：javascript

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helm repo add nvdp https://nvidia.github.io/k8s-device-plugin
helm repo update
helm upgrade -i nvdp nvdp/nvidia-device-plugin \
  --namespace nvidia-device-plugin \
  --include-crds \
  --create-namespace \
  --version 0.14.3

时间切片(可选)

NVIDIA 设备插件的默认行为是将整个 GPU 分配给单个 pod，这意味着如果有多个 pod 请求 GPU 时间，每次只会调度一个 pod。

为了克服这个问题，我们可以配置 GPU 的时间切片，即 GPU 在 pod 之间共享。

首先创建一个 ConfigMap，配置最大 10 个副本(第 14 行)来配置时间切片。

代码语言：javascript

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# cm-time-slicing.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: cm-time-slicing
  namespace: nvidia-device-plugin
data:
  time-slicing: |-
    version: v1
    sharing:
      timeSlicing:
        resources:
          - name: nvidia.com/gpu
            replicas: 10

然后应用 ConfigMap，并通过名称(第 5 行)和提供的默认配置键(第 8 行)配置 nvidia-device-plugin 使用它。

代码语言：javascript

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kubectl apply -f cm-time-slicing.yaml

helm upgrade nvdp nvdp/nvidia-device-plugin \
  --reuse-values \
  --set config.name=cm-time-slicing \
  --set config.default=time-slicing

现在您应该通过运行下面的命令看到每个节点每个 GPU 有 10 个 nvidia.com/gpu 的容量：

代码语言：javascript

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kubectl get node -o 'jsonpath={.items[*].status.capacity}' | jq

代码语言：javascript

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{
  ...
  "nvidia.com/gpu": "10",
  ...
}

请注意，工作负载从同一 GPU 获取副本，每个工作负载都可以访问相同的 GPU 内存，并在同一故障域中运行，这意味着如果一个工作负载崩溃，它们都会崩溃。

有关配置设备插件的更多详细信息，请参阅 GitHub 上的自述文件。

运行工作负载

假设配置都正常，我们现在可以尝试运行一个测试工作负载，通过启动一个请求 GPU 资源的 pod 来使用 GPU(第 11-13 行)。

代码语言：javascript

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cuda-vectoradd
  namespace: cuda-test
spec:
  restartPolicy: OnFailure
  containers:
  - name: cuda-vectoradd
    image: "nvcr.io/nvidia/k8s/cuda-sample:vectoradd-cuda11.7.1-ubuntu20.04"
    resources:
      limits:
        nvidia.com/gpu: "1"

代码语言：javascript

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kubectl create ns cuda-test
kubectl apply -f cuda-vectoradd.yaml

如果一切顺利，工作负载的日志应该显示:

代码语言：javascript

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kubectl logs -n cuda-test cuda-vectoradd
[Vector addition of 50000 elements]
... Test PASSED

如果一切正常，只需在每个您想要访问 GPU 资源的工作负载上添加 nvidia.com/gpu 的资源限制即可。

代码语言：javascript

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resources:
  limits:
    nvidia.com/gpu: "1"

查看请求 GPU 资源的 pod 内部，我们也会发现两个与 NVIDIA 相关的环境变量:

代码语言：javascript

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kubectl exec -it <pod> -- env | grep NVIDIA
NVIDIA_DRIVER_CAPABILITIES=compute，video，utility
NVIDIA_VISIBLE_DEVICES=GPU-<UUID>

这表明我们在 pod 中有可用的 GPU 加速计算和视频编码/解码。

故障排除

如果您遇到类似的 pod 启动错误:

代码语言：javascript

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0/1 nodes are available: 1 Insufficient nvidia.com/gpu. preemption: 0/1 nodes are available: 1 No preemption victims found for incoming pod..

可能是您没有足够的 GPU 资源，请尝试从"时间切片"部分增加时间切片副本数量，或者购买另一个 GPU，无论对您更划算。

我也遇到过这样的错误，即在重新启动节点后，多个长时间运行的工作负载试图启动时发生错误。重新启动 nvidia-device-plugin pod 和请求 GPU 资源的工作负载似乎可以解决该问题。

使用 Argo CD，我添加了一个负的 sync-wave 注解，以确保在工作负载之前启动 nvidia-device-plugin 以避免此问题。

代码语言：javascript

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annotations:
  argocd.argoproj.io/sync-wave: "-1"

附录

我首先尝试使用 NVIDIA GPU Operator，我认为这是一个全能的解决方案，它可以安装设备插件以及驱动程序和容器工具包。但是，我无法让它工作，所以我选择了不幸更多的手动方法，将设备插件、驱动程序和容器工具包作为单独的组件进行安装。

可能是我的设置问题，或者我在文档中理解错了什么。如果您有解决方案，我很乐意倾听！

总结

我正在使用 Argo CD 与 Kustomize + Helm 尝试遵循 GitOps 最佳实践。在撰写本文时，我的完整家庭实验室配置可在 GitHub 上作为参考。

代码语言：javascript

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# kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
commonAnnotations:
  argocd.argoproj.io/sync-wave: "-1"

resources:
  - namespace.yaml
  - cm-time-slicing.yaml

helmCharts:
  - name: nvidia-device-plugin
    repo: https://nvidia.github.io/k8s-device-plugin
    version: 0.14.2
    releaseName: "nvidia-device-plugin"
    namespace: nvidia-device-plugin
    includeCRDs: true
    valuesFile: values.yaml

代码语言：javascript

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# namespace.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: nvidia-device-plugin

代码语言：javascript

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# values.yaml
config:
  name: cm-time-slicing
  default: time-slicing

代码语言：javascript

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# cm-time-slicing.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: cm-time-slicing
  namespace: nvidia-device-plugin
data:
  time-slicing: |-
    version: v1
    sharing:
      timeSlicing:
        resources:
          - name: nvidia.com/gpu
            replicas: 10