本文基于 kubernetes1.25.4 版本，所有代码援用为了简洁都去掉了日志打印相干的代码，尽量只保留有价值的内容。
首先，咱们先看看官网对 device-plugins 的定义是什么？
Starting in version 1.8, Kubernetes provides a device plugin framework for vendors to advertise their resources to the kubelet without changing Kubernetes core code. Instead of writing custom Kubernetes code, vendors can implement a device plugin that can be deployed manually or as a DaemonSet. The targeted devices include GPUs, High-performance NICs, FPGAs, InfiniBand, and other similar computing resources that may require vendor specific initialization and setup.
大略意思是：从 kubernetes1.8 版本开始，提供了设施插件框架，设施厂商无需批改 kubernetes 外围代码就能够将本人生产的设施的资源 (kubernetes 可治理的资源包含 CPU、内存和存储资源) 能够让 kubelet 应用(这一点与操作系统一样，所有设施厂商本人实现驱动)。设施厂商能够本人人工或者以 DaemonSet 形式部署，而不是定制 kubernetes 代码。指标设施包含 GPU、高性能 NIC(网络接口卡)、FPGA、InfiniBand 以及其余相似的须要厂商指定初始化和装置的计算资源。上文援用自 kubernetes 官网文档，读者能够自行理解一下官网对于 device-plugin 的阐明，如下图所示(用图比链接好，放心链接当前会变)：
理解 device-plugin 的是什么了，接下来就是看看 kubernetes 是如何实现并工作的。我写这篇文章的外围目标是理解 kubernetes 如何治理 GPU 的，因为我的我的项目须要一个集群同时治理 CPU 和 GPU，依据用户的需要抉择适合的资源计算。所以，前面所有的剖析都是以 GPU 为例，读者如果须要理解其余类型的设施依据本文的思路自行剖析即可。
好了，咱们能够进入正题了。让咱们先遗记一部分内容，看看上面这个图：
如果我作为 kubernetes 开发者，思路是由 kubelet 汇总所有的资源，而后在汇总到治理端，kubernetes 也就是 apiserver。当创立 Pod 时，申请会发送给 scheduler，scheduler 依据节点状态抉择一个最优的节点，最初由最优节点的 kubelet 创立这个 Pod。嗯，这个思路应该没什么大故障，至多我开发的一个分布式计算零碎采纳的就是这个形式，没问题！好，咱们先假如这个想法是就是 kubernetes 的设计方案，此处咱们不讲内存、CPU、存储这些资源是 kubelet 是怎么获取的，因为本文的重点是 device-plugins，咱们只说 GPU 这个 kubelet 是怎么获取的。
下面说到了，kubernetes 有设施插件框架，那这个框架又是什么样的呢？说白了也很简略，就是 kubernetes 定义了一套机制和接口，各设施厂商依照协定开发就能够了，这个和 Linux 驱动原理是一样的，只是实现形式不一样而已。咱们来看看 kubernetes 是怎么实现的，首先咱们先说说机制：
- 厂商自行实现一个治理设施资源的程序，部署到相应的节点上，咱们称之为插件；
- 插件须要向 kubelet 注册，注册内容要蕴含本人的 endpoint(endpoint 就是一个用于通信的地址)以及一些其余信息(前面会阐明)；
- kubelet 连贯插件的 endpoint，就此 kubelet 和插件就建设了分割；
- kubelet 监听 /var/lib/kubelet/device-plugins/kubelet.sock(unix sockets)这个地址，插件监听的也是相似的地址，只是地址变成了 /var/lib/kubelet/device-plugins/gpu.sock(举个例子)
以上是插件如何让 kubernetes 发现自己，接下来就是插件和 kubelet 之间的通信接口了。
kubelet 与插件采纳 grpc 通信，通信接口定义在
kubernetes/pkg/kubelet/apis/deviceplugin/v1beta1/api.proto
service Registration {rpc Register(RegisterRequest) returns (Empty) {}}
service DevicePlugin {rpc GetDevicePluginOptions(Empty) returns (DevicePluginOptions) {}
rpc ListAndWatch(Empty) returns (stream ListAndWatchResponse) {}
rpc GetPreferredAllocation(PreferredAllocationRequest) returns (PreferredAllocationResponse) {}
rpc Allocate(AllocateRequest) returns (AllocateResponse) {}
rpc PreStartContainer(PreStartContainerRequest) returns (PreStartContainerResponse) {}}