Kubernetes 1.31 引入了一项新功能——ImageVolume，允许用户直接将 OCI 镜像作为只读卷挂载到 Pod 中。这一功能极大地优化了 AI 和 ML 场景中模型文件的分发效率。

背景

随着 Kubernetes 社区的发展，越来越多的 AI 和 ML 工作负载被部署在 Kubernetes 上。为了更好地支持这些场景，Kubernetes 增强了对 OCI 兼容镜像和工件的支持，使得用户可以通过标准工具管理和分发内容。 ImageVolume 功能的核心是将 OCI 镜像中的数据作为卷挂载到容器中。这不仅简化了大模型文件的分发流程，还避免了传统 PVC 存储方式下跨命名空间重复下载的问题。例如，在使用大模型时，用户可以直接将模型打包为镜像并挂载到 Pod 中，无需额外的下载或复制操作。

配置与启用

ImageVolume 是一个 Alpha 特性，需要手动启用相关功能开关，并确保容器运行时支持该功能。

启用 Feature Gates

要在 Kubernetes 集群中启用 ImageVolume，需要分别在 kube-apiserver 和 kubelet 中开启相应的功能开关。

• kube-apiserver：编辑 `/etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml` 文件，添加以下参数：

  --feature-gates=ImageVolume=true

• kubelet：编辑 `/var/lib/kubelet/config.yaml` 文件，添加以下内容：

  featureGates:
    ImageVolume: true
          

  然后重启 kubelet 服务以应用更改。

容器运行时支持

目前，ImageVolume 功能仅支持特定版本的 CRI-O 和 containerd。

• CRI-O：需要版本 >= 1.31。
• containerd：尚未正式合并支持补丁，但可以通过手动应用 PR #10579 的更改来实现支持。

使用示例

以下是构建 OCI 镜像并将其实例化为卷的具体步骤。

构建目标镜像

假设我们需要将 Qwen2-0.5B 模型打包为镜像：

1. 下载模型文件并创建 Dockerfile：

   FROM scratch
   COPY ./models /models
           

2. 构建镜像：

   docker build -t lixd96/qwen2-0.5b:v1 .
           

创建 Pod 并挂载镜像

编写如下 YAML 文件定义 Pod：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: oci-pod
spec:
  containers:
    - name: test
      image: busybox:1.36
      command:
        - sleep
        - "3600"
      volumeMounts:
        - name: model-volume
          mountPath: /model
          readOnly: true
  volumes:
    - name: model-volume
      image:
        reference: lixd96/qwen2-0.5b:v1
        pullPolicy: IfNotPresent

通过 `kubectl apply -f pod.yaml` 应用配置后，即可验证模型文件是否正确挂载。

总结

ImageVolume 功能显著提升了 Kubernetes 在 AI 场景中的灵活性和效率。虽然当前仍处于 Alpha 阶段，但其潜力已在实际应用中得到验证。未来，随着更多容器运行时的支持以及功能的逐步完善，ImageVolume 将成为一种重要的工件分发手段。