NVIDIA Kubernetes Engine(NVKE)とは?GPUクラウド事業者がマネージドKubernetesを自前で提供するためのオープンソース
結論:NVKE(NVIDIA Kubernetes Engine)とNVKR(NVIDIA Kubernetes Recipes)は、GPUを持つデータセンター事業者が、AWSのEKSやAzureのAKSのようなマネージドKubernetesサービスを自前で提供するためのオープンソースの部品です。
ポイントは次の3つです。
- NVKR(ビルド層):GPUの世代ごとに検証済みのソフトウェアのバージョンの組み合わせを「レシピ」として定義し、ノードのOSイメージなどを再現可能な形でビルドする
- NVKE(管理層):顧客ごとに独立したKubernetesクラスタを、コマンド1つで作成して管理する
- 位置づけ:Apache 2.0ライセンスのパブリックプレビュー版。APIは変更される可能性があり、本番利用はまだ推奨されていない
2026年11月10日に、NVIDIAのDSX AI Factory Platformの部品として公開されました。
前提1:マネージドKubernetesとは
Kubernetesは、多数のサーバー上でコンテナを管理するソフトウェアです。ただし、Kubernetes自体の構築と運用には手間がかかります。
- クラスタを制御する コントロールプレーン を冗長構成で動かす
- 設定を保存するデータベース etcd を保護する
- Kubernetesのバージョンを定期的に更新する
- ノードの追加や交換に対応する
AWSのEKS、AzureのAKS、Google CloudのGKEのように、Kubernetesの構築と運用をクラウド事業者が引き受け、利用者はAPIやコンソールからクラスタを作成するだけでよいサービスを、マネージドKubernetesと呼びます。
前提2:AIファクトリーとNVIDIA Cloud Partner
大手クラウド以外にも、GPUを大量に設置したデータセンターを構築し、その計算能力を提供する事業者が増えています。NVIDIAはこうした施設を「AIファクトリー」、提携する事業者を「NVIDIA Cloud Partner(NCP)」と呼んでいます。
こうした事業者の顧客も、EKSのようにGPU付きのKubernetesを使いたいと考えます。しかし、大手クラウドのようにマネージドサービスを独自に開発するには、大きな開発投資が必要です。NVKEとNVKRは、マネージドKubernetesサービスを構築するための部品一式です。
全体構成
| 層 | 名前 | 役割 |
|---|---|---|
| ビルド層 | NVKR | 検証済みの構成(レシピ)から、OSイメージ、コンテナイメージ、バイナリ、Helmチャートをビルドする |
| 管理層 | NVKE | 管理クラスタ上でREST APIとコントローラーを動かし、顧客ごとのクラスタを作成・管理する |
NVKR:バージョンを固定して、再現可能にビルドする
- GPUの世代ごとに、検証済みのソフトウェアのバージョンの組み合わせを「レシピ」として定義する
- レシピから、ノードのOSイメージ、コンテナイメージ、バイナリ、Helmチャート(Kubernetesのアプリケーション定義)をビルドする
- ビルドの入力を記録するため、あとから「このイメージは何から作られたか」を特定し、同じものを再ビルドできる
- NVKE以外のKubernetes管理システム向けの成果物もビルドできる
GPU向けのソフトウェアは、ドライバー、CUDA、ネットワークなどのバージョンの組み合わせによって不具合が出やすい分野です。検証済みの組み合わせを固定することの価値は大きいと言えます。
NVKE:顧客ごとに独立したクラスタを作成する
- 管理クラスタ上でREST APIとコントローラーが動く
- 顧客ごとに、専用のコントロールプレーン、etcd、ノードプールを持つクラスタを作成する。顧客間でコントロールプレーンを共有しないため、分離が明確
- 操作は
nvkectlというCLIで行う - 実行時にNVKRに依存しない
- Kubernetes 1.36で適合性試験を通過し、CNCFの「Certified Kubernetes AI Platform」と「Certified Kubernetes Installer」の認定を受けている
内部の構成要素
| 構成要素 | 役割 |
|---|---|
| NVIDIA Infra Controller(NICo) | 物理サーバー(ベアメタル)のライフサイクルを管理する |
| CAPNICo | Kubernetesの標準的なクラスタ管理の仕組み「Cluster API」から、NICoにサーバーを要求するプロバイダー |
| SPIFFE | ノードが正規の機器であることを証明(アテステーション)できるまで、クラスタへの参加用の認証情報を渡さない |
| OpenTelemetry | ログ、メトリクス、トレースを収集し、OTLPで送信する |
| AICR/NodeWright/NVSentinel | 顧客クラスタに追加されるコンポーネント。GPUの実行環境、ノードのパッケージ管理、障害時の自動対応を担う |
SPIFFEによる身元確認は、セキュリティ上の重要な設計です。ネットワークに接続されたサーバーを無条件にクラスタへ参加させるのではなく、正規の機器であることを証明できたサーバーだけを参加させるため、不正な機器の混入を防げます。
リリースセット
NVKEでは、顧客に提供する構成を「リリースセット」として管理します。
- マシンイメージ:iPXEのブートスクリプト
- クラスタリリース:マシンイメージ、cloud-init、Kubernetesのバージョンの組み合わせ
- ノードプールリリース:ノードプールの構成
顧客は、リリースを名前で選んでクラスタを作成します。
構築の手順
NVIDIAの解説では、次の5ステップで顧客クラスタを作成しています。
- NVKRでノードのOSイメージをビルドする(Kubernetes 1.36のパッケージとSPIREエージェントを含むQCOW2形式のディスク)
nvkectl bootstrap siteで管理クラスタを構築し、nvkectl config set-siteで接続する- マシンイメージ、クラスタリリース、ノードプールリリースを登録する
nvkectl create clusterで顧客クラスタを作成する(状態がProvisioningからProvisionedに変わる)nvkectl get kubeconfigで接続情報を取得する
2の管理クラスタの構築では、まずブートストラップ用のホスト上にkindで一時的なクラスタを作り、それを使って本番の管理クラスタを構築したあと、一時的なクラスタを削除します。
例として示された構成は、管理クラスタがCPUサーバー3台、顧客クラスタがコントロールプレーン3台(Kubernetes 1.36.3、etcdの暗号化を有効化)とGPUノード4台です。GPUやNVIDIAアカウントがなくても試せる、1台で完結するクイックスタートも用意されています。
利用者とパートナー
主な利用者は、GPU付きのKubernetesを顧客に提供したいAIファクトリーやNCPです。NVIDIAによると、NCPのFirmusとSK Telecomが組み込みを進めており、Mirantis、Rafay、Spectro Cloud、OpenNebula Systems、vClusterも自社のマネージドKubernetes製品に部品を取り入れています。Netrisはネットワーク自動化でNVKEに対応します。
利用者の立場で見ると、大手クラウド以外のGPUクラウドでも、EKSやAKSに近い使い勝手のKubernetesが提供されるようになる可能性があります。
制約と注意点
- パブリックプレビューで、APIは変更される可能性があります。NVIDIA自身が本番利用はまだ推奨していません
- 物理サーバーの管理にNICoを前提としているため、既存のデータセンター管理システムとの連携は別途検討が必要です
- 主な対象はGPUを提供する事業者で、一般企業が直接使う場面は当面限られます
まとめ
- NVKRは、GPU世代ごとの検証済みのソフトウェア構成を「レシピ」として、OSイメージなどを再現可能な形でビルドする
- NVKEは、顧客ごとに独立したKubernetesクラスタを作成・管理する、マネージドKubernetesの基盤
- 物理サーバーの管理、Cluster APIとの連携、ノードの身元確認、監視までが部品として提供されている
- GPUクラウド事業者がマネージドKubernetesを提供しやすくなるが、現時点ではプレビュー段階
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参考