Creare immagini multi-architettura per i workload Arm

Questa pagina spiega cosa sono le immagini multi-architettura (multi-arch), perché le architetture dei nodi e delle immagini container sono importanti e perché le immagini multi-arch semplificano il deployment dei carichi di lavoro nei cluster GKE. Questa pagina fornisce anche indicazioni su come verificare se i tuoi carichi di lavoro sono pronti per essere eseguiti su Arm e su come creare immagini multi-architettura.

Per un tutorial sul deployment su più architetture con immagini multi-architettura, consulta Migrazione dell'applicazione x86 su GKE a multi-arch con Arm.

Che cos'è un'immagine multi-architettura?

Un'immagine multi-architettura è un'immagine che può supportare più architetture. Sembra una singola immagine con un singolo tag, ma è un elenco di immagini che hanno come target più architetture organizzate in base a un elenco di manifest. Le immagini multi-architettura sono compatibili con lo schema 2 del manifest dell'immagine Docker V2 o con le specifiche dell'indice delle immagini OCI. Quando esegui il deployment di un'immagine multi-architettura in un cluster, GKE sceglie automaticamente l'immagine giusta compatibile con l'architettura del nodo in cui viene eseguito il deployment. Una volta che hai un'immagine multi-architettura per un carico di lavoro, puoi eseguirne il deployment senza problemi su più architetture.

Le immagini multi-arch sono più utili quando vuoi utilizzare lo stesso carico di lavoro in più architetture. In alternativa, puoi utilizzare immagini container con una singola architettura con qualsiasi tipo di nodo GKE. Se utilizzi un carico di lavoro su un'unica architettura e hai già un'immagine compatibile, non è necessario creare un'immagine multi-architettura.

Se utilizzi un'immagine a singola architettura o multi-architettura compatibile con Arm e vuoi eseguirla il deployment su un nodo Arm, devi seguire le istruzioni per includere i campi necessari in modo che GKE pianifichi il workload come previsto. Per scoprire di più, vedi Preparare un workload Arm per il deployment. Non è necessario aggiungere questi campi per pianificare i workload se i workload verranno pianificati solo per i nodi basati su x86.

Perché l'architettura di un nodo GKE è importante per i workload?

I nodi GKE sono singole istanze VM di Compute Engine che GKE crea e gestisce per tuo conto. Ogni nodo è di un tipo di macchina standard (ad esempio, t2a-standard-1) che utilizza processori x86 (Intel o AMD) o Arm. Per saperne di più, consulta Piattaforme CPU.

Devi utilizzare immagini container compatibili con l'architettura del nodo in cui intendi eseguire i carichi di lavoro. Ad esempio, se vuoi eseguire un'immagine container con l'architettura arm64, devi utilizzare un tipo di macchina che supporti i carichi di lavoro Arm, ad esempio t2a-standard-1 della serie di macchine Tau T2A. Puoi utilizzare nodi con più tipi di architettura in un cluster GKE. Se vuoi utilizzare un carico di lavoro in più tipi di architettura, devi organizzare tutte le immagini container e i file di deployment per le immagini specifiche dell'architettura. Le immagini multi-arch rendono più semplice il processo di deployment tra i tipi di architettura.

Crea un'immagine multi-arch per il deployment su nodi x86 e Arm

Le seguenti istruzioni sono destinate agli sviluppatori di app che hanno già:

  • un ambiente di compilazione con uno strumento container scaricato (ad esempio Docker).
  • un'immagine container esistente.

I seguenti comandi utilizzano Docker, ma potresti essere in grado di utilizzare altri strumenti per container per svolgere le stesse attività.

Il mio workload è pronto per Arm?

Se hai un'immagine container esistente, puoi verificare se questo carico di lavoro è pronto per essere eseguito su un nodo Arm. Le sezioni seguenti spiegano come eseguire questa operazione utilizzando docker run per tentare di eseguire il container con l'architettura Arm.

Prepara Docker nel tuo ambiente x86 per controllare un'immagine container

Se esegui Docker in un ambiente x86, devi scaricare pacchetti aggiuntivi per eseguire un'immagine container arm64. Queste istruzioni utilizzano apt per la gestione dei pacchetti, ma puoi utilizzare il gestore di pacchetti del tuo ambiente per scaricare i pacchetti richiesti.

Se esegui Docker in un ambiente Arm, puoi saltare questa sezione.

I seguenti comandi scaricano i pacchetti e registrano QEMU come interprete binfmt per le architetture non supportate dalla tua macchina:

sudo apt-get install qemu binfmt-support qemu-user-static
docker run --rm --privileged multiarch/qemu-user-static --reset -p yes

Dopo aver impostato gli interpreti binfmt, puoi eseguire l'immagine arm64 nel tuo ambiente x86.

Controlla l'idoneità del workload per Arm

Se esegui Docker in un ambiente Arm o hai preparato l'ambiente x86 per l'esecuzione di immagini Arm, esegui questo comando:

docker run --platform linux/arm64 IMAGE_NAME

Sostituisci IMAGE_NAME con il nome dell'immagine container.

Il seguente output indica che l'immagine container è pronta per essere eseguita sui nodi Arm con il tuo cluster GKE:

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

Se il tuo workload è pronto per essere eseguito su Arm, puoi procedere con la preparazione di un workload Arm per il deployment.

Il seguente output indica che l'immagine non è pronta per essere eseguita su Arm:

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
93288797bd35: Pull complete
Digest: sha256:507ecde44b8eb741278274653120c2bf793b174c06ff4eaa672b713b3263477b
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest
standard_init_linux.go:219: exec user process caused: exec format error

Questo output indica che si tratta di un'immagine x86_64 o amd64 e devi creare un'immagine arm64. Vai alla sezione successiva, Crea un'immagine multi-architettura, dove puoi utilizzare un'immagine container non compatibile con Arm, un Dockerfile e creare un'immagine multi-architettura che può essere eseguita su diversi tipi di architettura.

Crea un'immagine multi-architettura

Se hai un Dockerfile, puoi utilizzarlo per creare un'immagine multi-architettura compatibile con Arm e x86 che puoi distribuire su nodi con diversi tipi di architettura.

Per completare i passaggi che seguono, devi scaricare Docker Buildx. Devi anche disporre di un Dockerfile esistente.

Preparare l'ambiente se hai una VM x86 e una VM Arm

I seguenti comandi presuppongono che nell'ambiente di build siano presenti sia una VM di build Arm sia una VM di build x86 e che la VM x86 possa connettersi tramite SSH come root alla VM Arm. Se nell'ambiente di build hai solo una VM x86, segui le istruzioni nella sezione successiva, Prepara l'ambiente se hai solo una VM x86.

Prepara l'ambiente per creare immagini multi-arch:

  1. Crea un contesto per il nodo x86 utilizzando il socket locale e un contesto per il nodo Arm utilizzando SSH:

     docker context create amd_node --docker "host=unix:///var/run/docker.sock"
 docker context create arm_node --docker "host=ssh://root@NODE_IP"

    Sostituisci NODE_IP con l'indirizzo IP del nodo Arm.

  2. Crea un builder utilizzando il nodo x86:

    docker buildx create --use --name BUILDER_NAME --platform linux/amd64 amd_node
docker buildx create --append --name BUILDER_NAME --platform linux/arm64 arm_node

    Sostituisci BUILDER_NAME con un nome che scegli per il builder Buildx.

Prepara l'ambiente se hai solo una VM x86

Se nel tuo ambiente di build è presente solo una VM x86, puoi seguire questi passaggi per preparare l'ambiente alla creazione di immagini multi-architettura. Con questa opzione, il passaggio di compilazione potrebbe richiedere più tempo.

  1. Installa i pacchetti QEMU:

    docker run --rm --privileged multiarch/qemu-user-static

  2. Crea un builder multi-architettura (il builder predefinito non supporta l'architettura multipla):

    docker buildx create --name BUILDER_NAME --use

    Sostituisci BUILDER_NAME con un nome che scegli per il builder Buildx.

Crea l'immagine

Ora che l'ambiente è pronto, esegui questo comando per creare un'immagine multi-arch:

docker buildx build . -t PATH_TO_REGISTRY  --platform linux/amd64,linux/arm64 --push

Sostituisci PATH_TO_REGISTRY con il percorso del tuo registro, che termina con il nome dell'immagine container e un tag (ad esempio, gcr.io/myproject/myimage:latest).

Se ricevi un messaggio di errore in questo passaggio, consulta la guida di Docker e la documentazione associata per risolvere ulteriormente il problema.

Una volta creata un'immagine multi-architettura, il workload è pronto per essere eseguito su Arm. Vai a Prepara un workload Arm per il deployment.

Passaggi successivi