Kubernetes 驅動程式

Kubernetes 驅動程式讓您能夠將本機開發或 CI 環境連接到 Kubernetes 叢集中的建置器，以存取更強大的運算資源，並可選擇支援多種原生架構。

概要

執行以下指令以建立一個名為 kube 的新建置器，它使用 Kubernetes 驅動程式

$ docker buildx create \
  --bootstrap \
  --name=kube \
  --driver=kubernetes \
  --driver-opt=[key=value,...]

下表說明了您可以傳遞給 --driver-opt 的可用驅動程式特定選項

擴展 BuildKit

Kubernetes 驅動程式的主要優勢之一是，您可以擴展或縮減建置器副本的數量，以處理增加的建置負載。擴展可透過以下驅動程式選項進行設定：

• replicas=N

  這會將 BuildKit Pod 的數量擴展到所需大小。預設情況下，它只會建立一個 Pod。增加副本數量可讓您利用叢集中的多個節點。

• requests.cpu、requests.memory、requests.ephemeral-storage、limits.cpu、limits.memory、limits.ephemeral-storage

  這些選項允許根據 Kubernetes 官方文件此處的說明，請求並限制每個 BuildKit Pod 可用的資源。

例如，建立 4 個副本 BuildKit Pods

$ docker buildx create \
  --bootstrap \
  --name=kube \
  --driver=kubernetes \
  --driver-opt=namespace=buildkit,replicas=4

列出 Pods，您會得到以下結果

$ kubectl -n buildkit get deployments
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
kube0   4/4     4            4           8s

$ kubectl -n buildkit get pods
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube0-6977cdcb75-48ld2   1/1     Running   0          8s
kube0-6977cdcb75-rkc6b   1/1     Running   0          8s
kube0-6977cdcb75-vb4ks   1/1     Running   0          8s
kube0-6977cdcb75-z4fzs   1/1     Running   0          8s

此外，您可以使用 loadbalance=(黏滯|隨機) 選項來控制當有多個副本時的負載平衡行為。隨機 從節點池中選擇隨機節點，在副本之間提供均勻的工作負載分佈。黏滯（預設值）會嘗試將多次執行的相同建置每次都連接到同一個節點，以確保更好地利用本機快取。

有關可擴展性的更多資訊，請參閱docker buildx create 的選項。

節點指派

Kubernetes 驅動程式允許您使用 nodeSelector 和 tolerations 驅動程式選項來控制 BuildKit Pod 的排程。如果您想完全使用自訂排程器，也可以設定 schedulername 選項。

您可以使用 annotations 和 labels 驅動程式選項，將額外中繼資料套用到託管您建置器的部署和 Pod 上。

nodeSelector 參數的值是一個以逗號分隔的鍵值對字串，其中鍵是節點標籤，值是標籤文字。例如："nodeselector=kubernetes.io/arch=arm64"

tolerations 參數是一個以分號分隔的污點列表。它接受與 Kubernetes 資訊清單相同的值。每個 tolerations 項目指定一個污點鍵和其值、運算符或效果。例如："tolerations=key=foo,value=bar;key=foo2,operator=exists;key=foo3,effect=NoSchedule"

這些選項接受以 CSV 分隔的字串作為值。由於 Shell 指令的引用規則，您必須將值用單引號括起來。您甚至可以將整個 --driver-opt 用單引號括起來，例如

$ docker buildx create \
  --bootstrap \
  --name=kube \
  --driver=kubernetes \
  '--driver-opt="nodeselector=label1=value1,label2=value2","tolerations=key=key1,value=value1"'

多平台建置

Kubernetes 驅動程式支援建立多平台映像檔，可選擇使用 QEMU 或利用節點的原生架構。

QEMU

與 docker-container 驅動程式一樣，Kubernetes 驅動程式也支援使用 QEMU（使用者模式）為非原生平台建置映像檔。請包含 --platform 標誌，並指定您要輸出到哪些平台。

例如，為 amd64 和 arm64 建置 Linux 映像檔

$ docker buildx build \
  --builder=kube \
  --platform=linux/amd64,linux/arm64 \
  -t <user>/<image> \
  --push .

警告

QEMU 對非原生平台執行完整的 CPU 模擬，這比原生建置慢得多。運算密集型任務，例如編譯和壓縮/解壓縮，可能會受到嚴重的性能影響。

使用自訂 BuildKit 映像檔或在建置中調用非原生二進位檔時，可能需要您在建立建置器時使用 qemu.install 選項明確啟用 QEMU

$ docker buildx create \
  --bootstrap \
  --name=kube \
  --driver=kubernetes \
  --driver-opt=namespace=buildkit,qemu.install=true

原生

如果您可以存取不同架構的叢集節點，Kubernetes 驅動程式可以利用這些節點進行原生建置。為此，請使用 docker buildx create 的 --append 標誌。

首先，建立您的建置器，並明確支援單一架構，例如 amd64

$ docker buildx create \
  --bootstrap \
  --name=kube \
  --driver=kubernetes \
  --platform=linux/amd64 \
  --node=builder-amd64 \
  --driver-opt=namespace=buildkit,nodeselector="kubernetes.io/arch=amd64"

這會建立一個名為 kube 的 Buildx 建置器，其中包含一個名為 builder-amd64 的單一建置器節點。使用 --node 指派節點名稱是可選的。如果您未提供節點名稱，Buildx 將會產生一個隨機節點名稱。

請注意，Buildx 中的節點概念與 Kubernetes 中的節點概念不同。在這種情況下，一個 Buildx 節點可以將多個相同架構的 Kubernetes 節點連接在一起。

建立 kube 建置器後，您現在可以使用 --append 將另一種架構引入組合中。例如，要新增 arm64

$ docker buildx create \
  --append \
  --bootstrap \
  --name=kube \
  --driver=kubernetes \
  --platform=linux/arm64 \
  --node=builder-arm64 \
  --driver-opt=namespace=buildkit,nodeselector="kubernetes.io/arch=arm64"

列出您的建置器會顯示 kube 建置器的兩個節點

$ docker buildx ls
NAME/NODE       DRIVER/ENDPOINT                                         STATUS   PLATFORMS
kube            kubernetes
  builder-amd64 kubernetes:///kube?deployment=builder-amd64&kubeconfig= running  linux/amd64*, linux/amd64/v2, linux/amd64/v3, linux/386
  builder-arm64 kubernetes:///kube?deployment=builder-arm64&kubeconfig= running  linux/arm64*

您現在可以透過在建置指令中一起指定這些平台來建置多架構 amd64 和 arm64 映像檔

$ docker buildx build --builder=kube --platform=linux/amd64,linux/arm64 -t <user>/<image> --push .

您可以重複 buildx create --append 指令，以支援您想要支援的任意多個架構。

無根模式

Kubernetes 驅動程式支援無根模式。有關無根模式如何運作及其要求的更多資訊，請參閱此處。

若要在您的叢集中啟用它，您可以使用 rootless=true 驅動程式選項

$ docker buildx create \
  --name=kube \
  --driver=kubernetes \
  --driver-opt=namespace=buildkit,rootless=true

這將在沒有 securityContext.privileged 的情況下建立您的 Pod。

需要 Kubernetes 1.19 版或更高版本。建議使用 Ubuntu 作為主機核心。

範例：在 Kubernetes 中建立 Buildx 建置器

本指南將向您展示如何

• 為您的 Buildx 資源建立命名空間
• 建立 Kubernetes 建置器。
• 列出可用的建置器
• 使用您的 Kubernetes 建置器建置映像檔

先決條件

• 您有一個現有的 Kubernetes 叢集。如果您還沒有，可以透過安裝 minikube 來進行。
• 您要連接的叢集可透過 kubectl 指令存取，如有需要，KUBECONFIG 環境變數應設定正確。

1. 建立一個 buildkit 命名空間。

   建立單獨的命名空間有助於將您的 Buildx 資源與叢集中的其他資源區分開來。

   $ kubectl create namespace buildkit
   namespace/buildkit created
   

2. 使用 Kubernetes 驅動程式建立新的建置器

   $ docker buildx create \
     --bootstrap \
     --name=kube \
     --driver=kubernetes \
     --driver-opt=namespace=buildkit
   

   注意

   請記得在驅動程式選項中指定命名空間。

3. 使用 docker buildx ls 列出可用的建置器

   $ docker buildx ls
   NAME/NODE                DRIVER/ENDPOINT STATUS  PLATFORMS
   kube                     kubernetes
     kube0-6977cdcb75-k9h9m                 running linux/amd64, linux/amd64/v2, linux/amd64/v3, linux/386
   default *                docker
     default                default         running linux/amd64, linux/386
   

4. 使用 kubectl 檢查建置驅動程式建立的執行中 Pod。

   $ kubectl -n buildkit get deployments
   NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
   kube0   1/1     1            1           32s
   
   $ kubectl -n buildkit get pods
   NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
   kube0-6977cdcb75-k9h9m   1/1     Running   0          32s
   

   建置驅動程式會在您的叢集中指定的命名空間（在本例中為 buildkit）中建立必要的資源，同時在本機保留您的驅動程式配置。

5. 在執行 buildx 指令時，透過包含 --builder 標誌來使用您的新建置器。例如：

   # Replace <registry> with your Docker username
   # and <image> with the name of the image you want to build
   docker buildx build \
     --builder=kube \
     -t <registry>/<image> \
     --push .
   

就是這樣：您現在已使用 Buildx 從 Kubernetes Pod 建置了映像檔。

延伸閱讀

有關 Kubernetes 驅動程式的更多資訊，請參閱buildx 參考資料。