发布时间： 2021-12-02 09:41:36
云原生时代，Kubernetes(K8s) 已经成为云原生应用编排、管理的事实标准，越来越多的应用选择向 Kubernetes 迁移。
在 CAE 仿真、动漫渲染、物理化学、石油勘探、生命科学、气象环境等需要进行大规模数据计算的领域，HPC(高性能计算) 作为传统的分布式计算模式，有着广泛的应用。在这些相关领域的从业者中，也有很多人希望能将 HPC 应用迁移到容器中运行，通过 Kubernetes 强大的功能来进行作业管理。开源的 Volcano 项目就是一个很好的解决方案。
Volcano 是一个基于 Kubernetes 的云原生批量计算平台，也是 CNCF 的首个容器批量计算项目，主要用于 AI、大数据、基因、渲染等诸多高性能计算场景，对主流通用计算框架均有很好的支持。它提供面向高性能负载的调度策略、完善的作业生命周期管理、异构硬件管理、面向高性能负载的性能优化等能力，目前在很多领域都已落地应用。
业界在使用一些计算框架进行大规模运算时，由于不同框架对作业管理、并行计算等要求不同，导致在高计算密度情况下，资源需求波动大，缺乏高级调度能力。同时也导致了后续部署运维复杂等问题。
Volcano 面向主流计算框架提供统一的批量调度平台，提高资源利用率。同时还提供通用的作业管理、Fair-share，Gang ，bin-pack，preempt，reservation等高级调度算法，简化运维管理。目前 Volcano 已经支持几乎所有的主流计算框架，包括 MindSpore、TensorFlow、Kubeflow、MPI、PyTorch、飞桨、Spark、Flink、HOROVOD 等。
Volcano 支持的部分计算框架
Volcano 整体架构
Volcano 利用声明式的 CRD 定义 API，主要有 3 个核心的 API：Volcano Job、PodGroup、Queue。
Volcano Job 是对高性能作业通用定义，PodGroup 提供了Job 中 Task 的管理能力，Queue为作业排队、公平调度提供了基础。
Volcano 的架构
Volcano 核心组件主要包含三个：Admission、ControllerManager、Scheduler 。
Admission 对 Volcano CRD API 提供校验能力;
ControllerManager 负责对 Volcano CRD 进行资源管理;
Scheduler 对作业供丰富的调度能力。
Volcano社区概况
Volcano 起源于 kube-batch 项目，这个项目最初的目的是解决 Kubernetes 中的分组调度问题。随着 AI 和大数据服务开始要求 Kubernetes 提供更强大、更灵活的调度，kube-batch 与各种场景特定的实践相结合，提供了更丰富的调度能力，同时增加了作业管理、数据管理、运行时管理、异构硬件管理等，形成了一个统一的批处理系统，并被重新命名为Volcano。2020 年 4 月，Volcano 项目由华为云正式贡献给 CNCF，成为 CNCF 迎来的首个容器批量计算项目。
在开源开放、厂商中立的社区治理下，目前 Volcano 在代码托管平台上已获得了 2k+star，430+fork，有 290+ 来自国内外的开发者参与代码贡献。Volcano 社区拥有 9位Maintainer，12 位 Reviewer，有超过50家企业与科研机构参与项目合作，合作伙伴包括华为、腾讯、百度、爱奇艺、滴滴出行、京东、建信金融科技等。在未来，Volcano 将在企业数字化、云原生转型过程中发挥越来越重要的作用。
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