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OpenSandbox K8s 运行时：统一 API 支持 Agent 评估与 RL 训练隔离执行

详解 OpenSandbox 在 Kubernetes 运行时下，通过统一 API 实现 Coding Agents、GUI Agents 评估及 RL 训练的沙箱隔离、资源调度参数与最佳实践。

OpenSandbox 作为阿里巴巴开源的通用沙箱平台，为 AI 应用提供了多语言 SDK 和 Docker/Kubernetes 运行时的统一 API 接口。这使得开发者无需区分本地 Docker 或集群 K8s 环境，即可实现 Coding Agents、GUI Agents 的评估测试以及 RL 训练任务的隔离执行。特别是在高并发 agent 评估和大规模 RL 训练场景中，K8s 运行时的分布式调度能力显著优于单一 Docker 容器，提供更强的资源隔离和弹性扩展。

统一 API 的核心优势

OpenSandbox 定义了标准的沙箱生命周期管理 API 和执行 API，包括创建沙箱（Sandbox.create）、命令执行（commands.run）、文件读写（files.read_file/write_files）和销毁（kill）。这些 API 通过 Python、Java/Kotlin 和 JS/TS SDK 暴露，无论底层是 Docker 还是 K8s，都保持一致。例如，在 Python SDK 中：

sandbox = await Sandbox.create(
    "opensandbox/code-interpreter:v1.0.1",
    entrypoint=["/opt/opensandbox/code-interpreter.sh"],
    env={"PYTHON_VERSION": "3.11"},
    timeout=timedelta(minutes=10),
)

这种抽象层屏蔽了运行时差异：Docker 适合本地开发和低负载测试，K8s 则针对生产级部署，支持 Pod 调度、HPA（Horizontal Pod Autoscaler）和多节点资源池。

与传统 K8s Job 或 Deployment 相比，OpenSandbox 的 K8s runtime 内置高性能执行守护进程（execd），优化了命令和文件操作的延迟，支持 agent 实时交互如代码解释器（CodeInterpreter）。

K8s Runtime 在 Agent 场景的隔离与调度差异

在 Coding Agents（如 Claude Code、Gemini CLI）评估中，沙箱需隔离代码执行以防恶意注入。OpenSandbox K8s 使用 NetworkPolicy 实现 per-sandbox egress 控制，仅允许必要出站流量（如模型 API 调用），Ingress Gateway 支持多路由策略（path-based、header-based），确保 agent 间流量隔离。

对于 GUI Agents，示例包括 Chrome Headless + VNC、Playwright 浏览器自动化，K8s Pod 可挂载 GPU 资源，实现可视化调试而不泄露主机环境。

RL 训练场景下，如 DQN CartPole 示例，沙箱支持 checkpoint 保存和 TensorBoard summary 输出。K8s 的优势在于资源调度：单个训练任务可跨节点扩展，避免 Docker 单机 OOM（Out of Memory）风险。

关键差异总结：

  • 隔离粒度：Docker 依赖 host cgroup，K8s 用 Namespace + Seccomp/AppArmor 更细粒度。
  • 调度弹性：K8s 支持 PriorityClass、ResourceQuota，动态分配 CPU/Memory/GPU。
  • 容错性：K8s Pod 重启 + PVC（PersistentVolumeClaim）持久化状态，Docker 需手动卷管理。

可落地参数与配置清单

部署 OpenSandbox K8s runtime 时，按以下参数配置，确保 agent 任务稳定：

  1. 资源 Limits & Requests：

    • CPU: requests=500m, limits=2 (agent eval 轻载)
    • Memory: requests=1Gi, limits=8Gi
    • GPU: nvidia.com/gpu=1 (RL 训练，参考 k8s.yaml manifests)
    • 示例 YAML： 
      resources:
  requests:
    cpu: 500m
    memory: 1Gi
  limits:
    cpu: 2
    memory: 8Gi

  2. Timeout & Lifecycle：

    • Idle timeout: 5min (防资源浪费)
    • Total timeout: 30min (RL episode)
    • 使用 sandbox.timeout = timedelta(hours=1) 覆盖默认。

  3. 网络策略：

    • Egress: 允许 443 (HTTPS to LLM APIs), deny-all else.
    • Ingress: port 8080, host-based routing for multi-tenant.

  4. 环境变量：

    • OPENsandbox_ENV=prod
    • LLM keys: OPENAI_API_KEY 等，通过 K8s Secret 注入。

  5. 监控与告警：

    • Metrics: Pod CPU/Mem usage, sandbox creation latency (Prometheus exporter)。
    • 阈值：CPU >80% → scale up；sandbox fail rate >5% → alert。
    • 日志：ELK stack 聚合 execd logs。

部署步骤：

  1. kubectl apply -f kubernetes/ (从 repo kubernetes 目录)。
  2. 配置 ~/.sandbox.toml 指定 K8s runtime。
  3. opensandbox-server 以 cluster mode 启动。
  4. 测试：运行 rl-training 示例，验证 checkpoint 持久化。

风险控制与回滚策略

潜在风险：K8s 调度延迟（~10s vs Docker 即时），解决方案用 node affinity 亲和关键节点。安全风险：egress misconfig，用 Kyverno policy 验证。

回滚：Fallback to Docker runtime via config toggle；Gradual rollout 用 K8s Deployment strategy。

OpenSandbox 的 K8s runtime 极大降低了 agent 沙箱在生产中的运维复杂度，特别适合 RLHF（Reinforcement Learning from Human Feedback）管道和多 agent 评测平台。

资料来源： [1] OpenSandbox GitHub Repo: https://github.com/alibaba/OpenSandbox （“Built-in lifecycle management supporting Docker and high-performance Kubernetes runtime”）。 [2] Examples: rl-training, agent-sandbox 等目录。

（本文约 950 字）

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