k8s之内存、CPU资源请求与限制

一个 Kubernetes 集群可被划分为多个命名空间。 如果你在具有默认内存限制和默认CPU限制的命名空间内尝试创建一个 Pod，并且这个 Pod 中的容器没有声明自己的内存和CPU限制， 那么控制面会为该容器设定默认的内存限制和默认的CPU限制，Kubernetes 还可以在某些情况指定默认的内存请求和CPU请求

CPU资源单位

在k8s中，一个 CPU 等于 1 个物理 CPU 核 或者 1 个虚拟核， 取决于节点是一台物理主机还是运行在某物理主机上的虚拟机

你也可以表达带小数 CPU 的请求。 当定义一个容器，将spec.containers[].resources.requests.cpu 设置为 0.5 时， 你所请求的 CPU 是你请求 1.0 CPU 时的一半。 对于 CPU 资源单位，数量 表达式 0.1 等价于表达式 100m，可以看作 “100 millicpu”。 有些人说成是“一百毫核”，其实说的是同样的事情

CPU 资源总是设置为资源的绝对数量而非相对数量值。 例如，无论容器运行在单核、双核或者 8核的机器上，500m CPU 表示的是大约相同的计算能力，Kubernetes 不允许设置精度小于 1m 的 CPU 资源。 因此，当 CPU 单位小于 1 或 1000m 时，使用毫核的形式是有用的； 例如 5m 而不是 0.005，最小为1m

内存资源单位

memory 的限制和请求以字节为单位。 你可以使用普通的整数，或者带有以下 数量后缀 的定点数字来表示内存：E、P、T、G、M、k。 你也可以使用对应的 2 的幂数：Ei、Pi、Ti、Gi、Mi、Ki。 例如，以下表达式所代表的是大致相同的值：

30M=30Mi

请注意后缀的大小写。如果你请求 400m 临时存储，实际上所请求的是 0.4 字节。 如果有人这样设定资源请求或限制，可能他的实际想法是申请 400Mi 字节（400Mi） 或者 400M 字节

内存请求与限制

1、首先我们在命名空间test中创建资源限制清单，指定了默认的内存请求和默认内存限制，如图：

查看命名空间test中创建的LimitRange资源，如图：

2、在命名空间test中创建pod，pod中容器不声明内存请求和内存限制，如图：

3、查看pod详情，可通过命令kubectl get po podname -o yaml -n test，如图：

从上图可以看出，pod中的内存请求和内存限制都是 LimitRange 设置的默认值

4、下面手动指定pod中容器的内存限制但是不指定内存请求，如图：

查看创建后的pod详细信息，如图：

从上图看出，内存请求的值也是1G，与设置的内存限制一样，而不是最开始设置的默认值256M

5、下面手动指定pod中容器的内存请求但是不指定内存限制，如图：

创建后查看pod详细信息，如图：

从上图看出，容器的内存请求为我们手动设定的128M，但是内存限制为最开始设置的默认值512M

注：LimitRange 设置的 limit 的默认值可能小于客户端提交给 API 服务器的声明中为容器指定的 request 值。如果发生这种情况，最终会导致 Pod 无法调度

6、修改pod，将内存请求设置为1G，如图：

查看结果可以看到pod无法完成调度，如图：

默认的请求是256M，默认限制为512M，但是我们设置了pod中容器请求为1G，因此导致pod无法调度

同时设置了 request 和 limit，那么即使使用相同的 LimitRange，新 Pod 也会被成功调度，如下修改pod的内存请求和限制都超过了默认值，请求600，限制800，如图：

此时pod可以正常调度，并且定义的限制值会覆盖掉默认值限制值

CPU请求与限制

1、首先我们在命名空间test中创建资源限制清单，指定了默认的CPU请求和默认CPU限制，如图：

查看命名空间test中创建的LimitRange资源，如图：

2、在命名空间test中创建pod，pod中容器不声明CPU请求和CPU限制，如图：

3、查看pod详情，可通过命令kubectl get po podname -o yaml -n test，如图：

从上图可以看出，pod中的CPU请求和CPU限制都是 LimitRange 设置的默认值

4、下面pod中容器声明了 CPU 限制，而没有声明 CPU 请求，如图：

查看创建后的pod详细信息，如图：

从上图看出，CPU请求的值也是1，与设置的CPU限制一样，而不是最开始设置的默认值0.5

5、下面pod中容器声明了 CPU 请求，而没有声明 CPU 限制，如图：

创建后查看pod详细信息，如图：

从上图看出，容器的CPU请求为pod中设定的值，CPU限制则为默认值

如果你的命名空间设置了 CPU 资源配额， 为 CPU 限制设置一个默认值会很有帮助。 以下是 CPU 资源配额对命名空间的施加的两条限制：

• 命名空间中运行的每个 Pod 中的容器都必须有 CPU 限制
• CPU 限制用来在 Pod 被调度到的节点上执行资源预留

预留给命名空间中所有 Pod 使用的 CPU 总量不能超过规定的限制

配置最小和最大内存约束

首先在命名空间test中定义内存最小与最大的约束清单，没有指定默认的请求和限制值，如图：

执行清单文件后，查看资源信息，如图：

从上图看出，虽然我们没有指定默认值，但是默认值也会自动生成，并且都是700M

此时，如果我们在命名空间test中创建pod时，k8s将会执行如下步骤：

• 如果 Pod 中的任何容器未声明自己的内存请求和限制，控制面将为该容器设置默认的内存请求和限制
• 确保该 Pod 中的每个容器的内存请求至少 256 MiB
• 确保该 Pod 中每个容器内存请求不大于700M

1、修改上面Pod文件，定义内存请求和限制在最小和最大限制内，如图：

创建pod后，查看pod中的资源信息，如图：

从上图可以看出，pod中的资源请求和限制都在最开始定义的最小和最大之间

2、修改pod，声明内存限制的值超出最开始设置的最大的值700，如图：

创建后，可以发现pod并没有创建出来，查看deploy，如图：

从上图看出，此pod并没有创建成功，因为内存限制已经超出了最大内存的值700M

3、修改pod，定义内存请求的值小于设置的最小内存请求的值，如图：

查看pod信息，可以看到pod并没有创建成功，因此内存限制小于最小内存值，如图：

4、创建一个没有声明内存请求和内存限制的pod，如图：

查看pod中的资源情况，如图：

从上图看出，没有为pod中容器指定内存请求和限制的值，那么pod会从LimitRange中来获取这个值，并且获取的是max的值作为请求和限制的值

配置最小和最大CPU约束

CPU的最小和最大约束与内存的使用方法基本一样，只需要将上图中的memory改为cpu，然后后面的数值改为对应CPU的单位即可，比如:

cpu: 1      #表示1颗CPU
cpu: 500m   #表示500毫核,为半颗CPU

具体使用方法参考内存最小和最大约束即可

为命名空间配置内存和CPU配额

为命名空间下运行的所有 Pod 设置总的内存和 CPU 配额。你可以通过使用 ResourceQuota 对象设置配额

1、创建namespace，如下：

kubectl create namespace mem-cpu-example

2、创建 ResourceQuota资源清单，内容如下：

ResourceQuota 在mem-cpu-example 命名空间中设置了如下要求：

• 在该命名空间中的每个 Pod 的所有容器都必须要有内存请求和限制，以及 CPU 请求和限制
• 在该命名空间中所有 Pod 的内存请求总和不能超过 1 GiB
• 在该命名空间中所有 Pod 的内存限制总和不能超过 2 GiB
• 在该命名空间中所有 Pod 的 CPU 请求总和不能超过 1 cpu
• 在该命名空间中所有 Pod 的 CPU 限制总和不能超过 2 cpu

配置命名空间下pod配额

在命名空间中设置可运行 Pod 总数的配额。 你可以通过使用 ResourceQuota 对象来配置配额

1、创建一个命名空间，如下：

kubectl create namespace quota-pod-example

2、创建 ResourceQuota清单，最多运行2个pod，内容如下：

查看情况，可以看到配额是2，使用率为0，如图：

3、定义pod资源文件，指定副本数为3个，如图：

4、查看创建后的Pod数，可以发现只有2个，因此我们定义的命名空间限额就是2个，如图：