Kubernetes:容器资源需求与限制(约束)
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A Container is guaranteed to have as much memory as it requests, but is not allowed to use more memory than its limit.
概念
资源需求:定义需要系统预留给该容器使用的资源最小可用值,容器运行时可能用不到这些额度的资源,但用到时必须确保有相应数量的资源可用。
资源限制(约束):定义该容器可以申请使用的资源最大可用值,超出该额度的资源使用请求将被拒绝;显然,该限制需要大于等于requests的值,但系统在某项资源紧张时,会从容器回收超出request值的那部分。
一般来讲,资源需求 <= 资源限制。
Tips:如果某 Container 设置了自己的内存限制但未设置内存请求,Kubernetes 自动为其设置与内存限制相匹配的请求值。
单位
在Kubernetes上,可由容器或Pod请求与消费的资源主要是指CPU和内存(RAM),它可统称为计算资源。 计算资源的数量是可测量的,可以被请求、被分配、被消耗。
CPU属于可压缩型资源,即资源额度可按需弹性变化,而内存(当前)则是不可压缩型资源,对其执行压缩操作可能会导致某种程度的问题,例如进程崩溃等。
在Kubernetes系统上,1个单位的CPU相当于虚拟机上的1颗虚拟CPU(vCPU)或物理机上的一个超线程(Hyperthread,或称为一个逻辑CPU),它支持分数计量方式,一个核心(1 core)相当于1000个微核心(millicores,以下简称为m),因此500m相当于是0.5个核心,即1/2个核心。
CPU 总是按绝对数量来请求的,不可以使用相对数量; 0.1 的 CPU 在单核、双核、48 核的机器上的意义是一样的。
内存的计量方式与日常使用方式相同,默认单位是字节,也可以使用E、P、T、G、M和K为单位后缀,或Ei、Pi、Ti、Gi、Mi和Ki形式的单位后缀。
示例:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
annotations: {}
labels:
k8s.kuboard.cn/name: nginx-test
name: nginx-test
namespace: test-web
resourceVersion: '648123'
spec:
progressDeadlineSeconds: 600
replicas: 2
revisionHistoryLimit: 10
selector:
matchLabels:
k8s.kuboard.cn/name: nginx-test
strategy:
rollingUpdate:
maxSurge: 25%
maxUnavailable: 25%
type: RollingUpdate
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
k8s.kuboard.cn/name: nginx-test
spec:
affinity:
podAntiAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- podAffinityTerm:
labelSelector:
matchLabels:
k8s.kuboard.cn/name: nginx-test
namespaces:
- test-web
topologyKey: kubernetes.io/hostname
weight: 100
containers:
- image: 'nginx:latest'
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
protocol: TCP
resources:
limits:
cpu: '1'
memory: 256Mi
requests:
cpu: 100m
memory: 64Mi
terminationMessagePath: /dev/termination-log
terminationMessagePolicy: File
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
schedulerName: default-scheduler
securityContext: {}
terminationGracePeriodSeconds: 30
observedGeneration: 2
readyReplicas: 2
replicas: 2
unavailableReplicas: 1
updatedReplicas: 2
查看:
[root@master ~]# kubectl describe pod nginx-test-994c44d5f-mlfnt -n test-web
Name: nginx-test-994c44d5f-mlfnt
...
Limits:
cpu: 1
memory: 256Mi
Requests:
cpu: 100m
memory: 64Mi
Environment: <none>
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-wrl2l (ro)
...
容器CPU资源需求为100m,内存资源需求为64Mi,CPU限制为1,内存限制为256Mi。
metrics-server
从 v1.8 开始,资源使用情况的监控可以通过 Metrics API的形式获取,具体的组件为Metrics Server,用来替换之前的heapster,heapster从1.11开始逐渐被废弃。
安装完Metrics Server,即可用kubectl top
命令查看节点和Pod的CPU和内存使用情况。
查看Pod的CPU和内存使用情况:
[root@master ~]# kubectl top pods -n test-web --use-protocol-buffers
NAME CPU(cores) MEMORY(bytes)
nginx-test-994c44d5f-mlfnt 0m 3Mi
nginx-test-994c44d5f-t7fvk 0m 3Mi
总结
对于压缩型的资源CPU来说,若未定义容器的资源请求用量,以确保其最小可用资源量,该Pod占用的CPU资源可能会被其他Pod对象压缩至极低的水平,甚至到该Pod对象无法被调度运行的境地。而对于非压缩型内存资源来说,资源紧缺情形下可能导致相关的容器进程被杀死。因此,在Kubernetes系统上运行关键型业务相关的Pod时,必须要使用requests属性为容器明确定义资源需求。当然,我们也可以为Pod对象定义较高的优先级来改变这种局面。
当节点拥有足够的可用内存时,容器可以使用其请求的内存。 但是,容器不允许使用超过其限制的内存。 如果容器分配的内存超过其限制,该容器会成为被终止的候选容器。 如果容器继续消耗超出其限制的内存,则终止容器(OOMKilled)。 如果终止的容器可以被重启,则 kubelet 会重新启动它,就像其他任何类型的运行时失败一样。
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