需构建轻量化推理镜像、定义gpu感知deployment与service、配置基于qps/gpu利用率的hpa、启用ingress+tls安全暴露、实施模型热更新与灰度发布。
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如果您希望将DeepSeek大语言模型集成到Kubernetes集群中，并实现按需扩缩容的AI推理服务部署，则需要解决模型加载、资源隔离、服务暴露与自动伸缩等关键问题。以下是实现该目标的具体步骤：
一、构建轻量化DeepSeek推理镜像
为适配K8s调度与快速启动，需将DeepSeek模型与推理框架封装为体积可控、启动迅速的容器镜像。推荐使用vLLM或llama.cpp作为后端运行时，以降低GPU显存占用并提升吞吐。
1、基于Ubuntu 22.04基础镜像，安装CUDA 12.1与PyTorch 2.3+cu121。
2、克隆DeepSeek官方Hugging Face仓库，使用transformers加载模型权重，或直接下载GGUF格式量化模型文件。
3、集成vLLM服务入口，配置--model参数指向本地模型路径，启用--tensor-parallel-size=1（单卡）或按GPU数量设置。
4、添加健康检查端点（如/health）与就绪探针支持，确保K8s能准确判断容器状态。
5、执行docker build -t deepseek-vllm:1.0 .，生成镜像并推送至私有Harbor或ECR registry。
二、定义GPU感知型Deployment与Service
Kubernetes默认不识别GPU资源，需通过Device Plugin注册NVIDIA GPU，并在Pod模板中显式声明gpu资源请求，确保调度器将Pod绑定至含GPU节点。
1、确认nvidia-device-plugin-daemonset已在集群中运行，且kubectl get nodes -o wide显示GPU容量（如nvidia.com/gpu: 1）。
2、编写deployment.yaml，spec.containers[].resources.limits中设置nvidia.com/gpu: 1，并添加securityContext.privileged: false与capabilities.drop: ["ALL"]提升安全性。
3、为容器挂载空目录volume用于缓存KV cache，避免重复加载模型权重造成延迟波动。
4、定义ClusterIP类型的Service，端口映射至容器8000端口（vLLM默认HTTP API端口），启用sessionAffinity: ClientIP保障长连接稳定性。
5、添加annotation：nvidia.com/gpu.product: "A10"（若集群混用GPU型号，需精确匹配）。
三、配置HPA基于QPS或GPU利用率触发扩缩容
传统CPU/Memory指标无法反映AI推理负载真实压力，需采集自定义指标（如每秒请求数QPS或GPU SM Utilization），驱动HorizontalPodAutoscaler动态调整副本数。
1、部署Prometheus + node-exporter + dcgm-exporter，后者提供DCGM_DCGM_FI_DEV_GPU_UTIL等GPU监控指标。
2、在Prometheus中配置rule：记录vLLM metrics_api_requests_total速率（rate(vllm_request_count_total[1m])）。
3、创建PrometheusAdapter，将上述指标暴露为custom.metrics.k8s.io/v1beta1 API供HPA调用。
4、编写hpa.yaml，targetAverageValue设为15 QPS，minReplicas: 1，maxReplicas: 8，scaleTargetRef指向前述Deployment。
5、验证kubectl get hpa输出TARGETS列是否显示实际QPS值，确认HPA已关联自定义指标。
四、启用Ingress与TLS终止实现外部安全访问
为使外部客户端（如Web前端或REST客户端）稳定调用推理API，需通过Ingress统一入口暴露服务，并强制HTTPS加密传输，防止模型请求被中间人窃取或篡改。
1、部署nginx-ingress-controller或ingress-nginx，确保其Pod运行于具备公网IP的节点或云LB后端。
2、申请Let’s Encrypt证书，使用cert-manager签发wildcard域名证书（如*.ai.example.com）。
3、编写ingress.yaml，host字段填写推理服务域名（e.g., infer.deepseek.example.com），path: /v1/completions匹配vLLM OpenAI兼容接口路径。
4、在ingress.spec.tls中引用上一步生成的Secret名称，启用TLS termination，backend.service.port.number设为80。
5、添加nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "50m"注解，允许上传较大prompt文本或base64编码图像输入。
五、实施模型热更新与灰度发布策略
避免全量重启导致服务中断，需支持新模型版本在不中断流量前提下逐步替换旧实例，同时保留回滚能力。
1、为每个模型版本打独立镜像Tag（如deepseek-vllm:1.0-r1、deepseek-vllm:1.0-r2），并在Deployment中通过image字段指定。
2、使用Kubernetes原生RollingUpdate策略，设置maxSurge: 25%与maxUnavailable: 0，确保升级期间始终有可用副本。
3、在Service前部署Istio VirtualService，按header(x-model-version: v1.0-r2)或权重（70%/30%）分流请求至不同Deployment。
4、编写preStop lifecycle hook，在容器终止前执行curl -X POST http://localhost:8000/v1/model/unload，主动卸载模型释放显存。
5、利用kubectl rollout history与kubectl rollout undo --to-revision=1实现秒级回滚至任一历史版本。
