1. k8s容器资源限制

k8s采用request和limit两种限制类型来对资源进行分配

  • request(资源需求):即运行pod的节点必须满足运行pod的最基本需求才能运行pod。
  • limit(资源限制):即运行pod期间,可能内存使用量会增加,那最多能使用多少内存,这就是资源限额。

资源类型:

  • CPU的单位是核心数,内存的单位是字节。
  • 一个容器申请0.5各CPU,就相当于申请1个CPU的一半,可以加个后缀m表示千分之一的概念。比如说100m的CPU,100豪的CPU和0.1个CPU都是一样的。

内存单位:

  • K,M,G,T,P,E #通常是以1000为换算标准的。
  • Ki,Mi,Gi,Ti,Pi,Ei #通常是以1024为换算标准的。

2. 内存资源限制实例

[kubeadm@server2 limit]$ cat pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: memory-demo
spec:
containers:
- name: memory-demo
image: stress
args:
- --vm
- "1"
- --vm-bytes
- 200M // 容器使用200M
resources:
requests: //资源需求,下限
memory: 50Mi
limits: //资源限制,上限
memory: 100Mi [kubeadm@server1 limit]$ kubectl get pod

NAME READY STATUS RESTARTS AGE

memory-demo 0/1 CrashLoopBackOff 3 106s

因为容器需要200M,超出了最大限制100Mi,所以容器无法运行。

  • 如果容器超过其内存限制,则会被终止。如果可重新启动,则与其他所有类型的运行故障一样,kubelet将重新启动它。
  • 如果一个容器超过其内存要求,那么当节点内存不足时,它的pod可能被逐出。

  • 当资源限制没冲突的时候正常启动
[kubeadm@server1 limit]$ vim pod.yaml
[kubeadm@server1 limit]$ cat pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: memory-demo
spec:
containers:
- name: memory-demo
image: k8s/stress
args:
- --vm
- "1"
- --vm-bytes
- 200M
resources:
requests:
memory: 50Mi
limits:
memory: 300Mi //将最大限制改为300mi,容器可以正常运行
[kubeadm@server1 limit]$


资源限制内部机制使用的是cgroup类型
目录: /sys/fs/cgroup/systemd

3. cpu资源限制

[kubeadm@server1 limit]$ cat pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: cpu-demo
spec:
containers:
- name: cpu-demo
image: stress
args:
- -c
- "2" //容器需要2个cpu
resources:
requests: //至少需要5个cpu
cpu: "5"
limits:
cpu: "10" //最大限制10个cpu
[kubeadm@server1 limit]$ kubectl apply -f pod.yaml
pod/cpu-demo created [kubeadm@server1 limit]$ kubectl get pod -o wide

NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES

cpu-demo 1/1 Running 0 4m58s 10.244.2.124 server4 <none> <none>

[root@server4 ~]# top // server4上的两个cpu跑满了,CPU 使用率过高,不会被杀死

(top--->1) top - 16:41:55 up 6:37, 1 user, load average: 3.77, 2.69, 1.54

Tasks: 172 total, 4 running, 168 sleeping, 0 stopped, 0 zombie

%Cpu0 : 98.7 us, 0.3 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.7 hi, 0.3 si, 0.0 st

%Cpu1 : 98.3 us, 0.7 sy, 0.0 ni, 0.0 id, 0.0 wa, 0.7 hi, 0.3 si, 0.0 st

KiB Mem : 2045672 total, 784128 free, 293728 used, 967816 buff/cache

KiB Swap: 0 total, 0 free, 0 used. 1520056 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND

21204 root 20 0 7312 100 0 R 98.3 0.0 5:29.21 stress

21203 root 20 0 7312 100 0 R 97.0 0.0 5:29.84 stress

调度失败是因为申请的CPU资源超出集群节点所能提供的资源
但CPU 使用率过高,不会被杀死
满足要求

[kubeadm@server1 limit]$ vim pod.yaml
[kubeadm@server1 limit]$ cat pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: cpu-demo
spec:
containers:
- name: cpu-demo
image: k8s/stress
args:
- -c
- "2"
resources:
requests:
cpu: "1"
limits:
cpu: "2"
[kubeadm@server1 limit]$

4. namespace设置资源限制

LimitRange资源限制:

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
name: limitrange-memory
spec:
limits:
- default: //默认使用0.5个cpu,512mi内存
cpu: 0.5
memory: 512Mi
defaultRequest: //默认要求0.1个cpu和256mi内存
cpu: 0.1
memory: 256Mi
max: //最大2个cpu和1gi内存
cpu: 1
memory: 1Gi
min: //最小0.1个cpu和100mi内存
cpu: 0.1
memory: 100Mi
type: Container
[kubeadm@server1 limit]$ kubectl apply -f limitrange.yaml
limitrange/limitrange-memory created [kubeadm@server1 limit]$ kubectl get limitranges

NAME CREATED AT

limitrange-memory 2020-05-08T08:52:10Z [kubeadm@server1 limit]$ kubectl describe limitranges

Name: limitrange-memory

Namespace: default

Type Resource Min Max Default Request Default Limit Max Limit/Request Ratio

---- -------- --- --- --------------- ------------- -----------------------

Container cpu 100m 2 100m 500m -

Container memory 100Mi 1Gi 256Mi 512Mi -

注意:LimitRange 在 namespace 中施加的最小和最大内存限制只有在创建和更新 Pod 时才会被应用。改变 LimitRange 不会对之前创建的 Pod 造成影响。

LimitRange - default xx会自动对没有设置资源限制的pod自动添加限制
ResourceQuota设置配额限制

[kubeadm@server1 limit]$ cat quota.yaml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: mem-cpu-demo
spec:
hard:
requests.cpu: "1" // 要求cpu1个 即cpu要求不得超过1个cpu
requests.memory: 1Gi // 要求内存1gi 即内存要求不得超过1Gi
limits.cpu: "2" // cpu限制2个 即cpu限制不得超过2个cpu
limits.memory: 2Gi // 内存限制2gi 即内存限制不得超过2Gi
[kubeadm@server1 limit]$ kubectl apply -f quota.yaml
resourcequota/mem-cpu-demo created [kubeadm@server1 limit]$ kubectl get resourcequotas

NAME AGE REQUEST LIMIT

mem-cpu-demo 13s requests.cpu: 0/1, requests.memory: 0/1Gi limits.cpu: 0/2, limits.memory: 0/2Gi [kubeadm@server1 limit]$ kubectl describe resourcequotas

Name: mem-cpu-demo

Namespace: default

Resource Used Hard

-------- ---- ----

limits.cpu 0 2

limits.memory 0 2Gi

requests.cpu 0 1

requests.memory 0 1Gi

一旦设置配额后,后续的容器必须设置请求(4种请求都设置),当然,这只是在rq设置的defult的namespace中

4种请求:每个容器必须设置内存请求(memory request),内存限额(memory limit),cpu请求(cpu request)和cpu限额(cpu limit

资源会统计总的namespace中的资源加以限定,不管是之前创建还是准备创建
创建的ResourceQuota对象将在default名字空间中添加以下限制:

  • 每个容器必须设置内存请求(memory request),内存限额(memory limit),cpu请求(cpu
    request)和cpu限额(cpu limit)。
  • 所有容器的内存请求总额不得超过1 GiB。
  • 所有容器的内存限额总额不得超过2 GiB。
  • 所有容器的CPU请求总额不得超过1 CPU。
  • 所有容器的CPU限额总额不得超过2 CPU。

5. namespace中pod的配额

[kubeadm@server1 limit]$ cat podquata.yaml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: pod-demo
spec:
hard:
pods: "2" //2个pod

设置Pod配额以限制可以在namespace中运行的Pod数量。

[kubeadm@server1 limit]$ kubectl apply -f podquata.yaml
resourcequota/pod-demo created [kubeadm@server1 limit]$ kubectl describe resourcequotas pod-demo // 当前只有一个pod

Name: pod-demo

Namespace: default

Resource Used Hard

-------- ---- ----

pods 1 2
[kubeadm@server1 limit]$ cat pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test
spec:
containers:
- name: test
image: nginx
//创建一个pod
[kubeadm@server1 limit]$ kubectl apply -f pod.yaml
pod/test created [kubeadm@server1 limit]$ cat pod.yaml

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

name: test1

spec:

containers:

- name: test1

image: nginx //再创建一个pod时,会发生错误,因为在当前的namespace中限制两个pod

[kubeadm@server1 limit]$ kubectl apply -f pod.yaml

Error from server (Forbidden): error when creating "pod.yaml": pods "test1" is forbidden: exceeded quota: pod-demo, requested: pods=1, used: pods=2, limited: pods=2

当然,以上设定对应相对的namespace,其它的namespace没有影响

为了后续不受影响,删除相应的设定

6. namespace的创建、使用和删除

创建namespace

kubectl create namespace test  // 创建test的namespace

运行yaml文件时指定namespace

kubectl apply -f pod.yaml -n test  // 在test的namespace中运行pod.yaml为文件

删除namespace

kubectl delete namespaces test // 删除名为test的namespace

7. 清除资源限制和配额

[kubeadm@server1 limit]$ kubectl delete -f limitrange.yaml
limitrange "limitrange-memory" deleted [kubeadm@server1 limit]$ kubectl delete -f podquata.yaml

resourcequota "pod-demo" deleted [kubeadm@server1 limit]$ kubectl delete -f quota.yaml

resourcequota "mem-cpu-demo" deleted

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