容器设备接口(CDI)使用指南

容器设备接口(CDI)使用指南

项目介绍

容器设备接口（Container Device Interface，简称CDI）是一种规范，旨在支持容器运行时与第三方设备的交互。它定义了一种抽象设备的概念，这些设备通过一个由供应商ID、设备类别及在此对组合内唯一的名字构成的全限定名来唯一指定。CDI专注于使容器能够感知并利用特定设备，而不涉及资源管理等高级功能，这留给编排工具处理。它的设计灵感来源于容器网络接口(CNI)，简化了实现，并为运行时和编排层提供了高度灵活性。

项目快速启动

要快速开始使用CDI，你需要遵循以下步骤：

环境准备

确保你的系统上已安装了支持CDI的容器运行时，如Docker 25或更高版本，CRI-O，containerd，并且配置了CDI功能。

配置CDI

对于CRI-O

无需额外配置，默认已经启用了CDI并设置了默认目录。

对于containerd

编辑/etc/containerd/config.toml，添加或修改以下部分：

[plugins."io.containerd.grpc.v1.cri"]
  enable_cdi = true
  cdi_spec_dirs = ["/etc/cdi", "/var/run/cdi"]

重启containerd服务以应用更改。

对于Docker

在/etc/docker/daemon.json中添加以下配置：

{
  "features": {
    "cdi": true
  }
}

重启Docker服务。

创建CDI规格文件

创建一个CDI规格文件，例如在/etc/cdi下创建vendor.json：

{
  "cdiVersion": "0.6.0",
  "kind": "vendor.com/device",
  "devices": [
    {
      "name": "myDevice",
      "containerEdits": {
        "deviceNodes": [
          {"hostPath":"/vendor/dev/card1","path":"/dev/card1","type":"c","major":25,"minor":25,"fileMode":384,"permissions":"rw","uid":1000,"gid":1000}
        ]
      }
    }
  ]
}

运行带有设备的容器

使用支持CDI的命令行工具，比如Docker或CRI-O，通过设备名称请求设备：

docker run --device vendor.com/device=myDevice your-image-name

或者如果使用的是podman，可以直接以相同的方式调用，因为CDI支持通常是内置的。

应用案例和最佳实践

场景一：GPU加速计算

对于需要GPU加速的应用，可以创建一个CDI规格，明确指定所需的GPU设备节点和其他必要的环境设置，从而简化容器化深度学习或高性能计算任务的部署。

最佳实践：

• 设备选择应精确到避免权限过度授予。
• 使用版本控制管理CDI规格文件。
• 在生产环境中严格测试CDI配置，以确保安全性与稳定性。

典型生态项目

CDI不仅适用于基本的容器运行时环境，也是云原生生态系统的重要组成部分。它与Kubernetes社区中的设备插件机制相辅相成，允许更广泛的硬件设备被各种容器化的微服务访问。虽然CDI自身不直接集成到Kubernetes，但它是构建可扩展、支持多类型设备的Kubernetes集群的基石，尤其是对于那些需要高效管理复杂硬件资源的场景，例如边缘计算、AI推理服务等。

通过将CDI与Kubernetes及其周边生态结合，开发者能够为容器应用提供强大的硬件支持，实现从传统计算到异构计算的无缝过渡，极大地丰富了云原生应用的可能性。