Kubernetes 资源限制

介绍

在 Kubernetes 中，资源限制（Resource Limits）是管理容器资源使用的重要机制。通过为容器设置资源请求（Requests）和资源限制（Limits），您可以确保应用程序在集群中获得足够的资源，同时避免资源过度使用导致其他工作负载受到影响。

资源限制主要包括 CPU 和内存（Memory）两种资源类型。资源请求是 Kubernetes 调度器为容器分配资源的依据，而资源限制则是容器运行时允许使用的资源上限。

备注

资源请求和限制的单位：

CPU：以毫核（millicores）为单位，例如 500m 表示 0.5 个 CPU 核心。
内存：以字节为单位，例如 256Mi 表示 256 MiB（Mebibytes）。

资源请求与限制的作用

资源请求（Requests）：Kubernetes 调度器根据资源请求决定将 Pod 调度到哪个节点。如果节点没有足够的资源满足 Pod 的请求，Pod 将无法调度。
资源限制（Limits）：容器运行时（如 Docker）会根据资源限制限制容器的资源使用。如果容器尝试使用超过限制的资源，Kubernetes 会采取措施（如终止容器或限制其资源使用）。

如何设置资源限制

在 Kubernetes 中，资源请求和限制通过 Pod 的 spec.containers.resources 字段设置。以下是一个示例：

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: resource-demo
spec:
  containers:
  - name: app-container
    image: nginx
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

示例解析

资源请求：
- memory: "64Mi"：容器请求 64 MiB 内存。
- cpu: "250m"：容器请求 0.25 个 CPU 核心。
资源限制：
- memory: "128Mi"：容器最多可以使用 128 MiB 内存。
- cpu: "500m"：容器最多可以使用 0.5 个 CPU 核心。

警告

如果没有设置资源限制，容器可能会无限制地使用节点资源，导致其他工作负载受到影响。

实际应用场景

场景 1：确保关键应用获得足够资源

假设您有一个关键应用需要稳定的 CPU 和内存资源。您可以为该应用设置较高的资源请求和限制，以确保它始终获得足够的资源。

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: critical-app
spec:
  containers:
  - name: critical-container
    image: critical-app-image
    resources:
      requests:
        memory: "512Mi"
        cpu: "1000m"
      limits:
        memory: "1Gi"
        cpu: "2000m"

场景 2：限制非关键应用的资源使用

对于非关键应用，您可以设置较低的资源限制，以避免它们占用过多资源。

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: non-critical-app
spec:
  containers:
  - name: non-critical-container
    image: non-critical-app-image
    resources:
      requests:
        memory: "128Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "256Mi"
        cpu: "500m"

资源限制的监控与调整

Kubernetes 提供了多种工具来监控资源使用情况，例如 kubectl top 和 Metrics Server。通过这些工具，您可以查看 Pod 和节点的资源使用情况，并根据需要调整资源请求和限制。

bash
# 查看节点的资源使用情况
kubectl top nodes

# 查看 Pod 的资源使用情况
kubectl top pods

提示

定期监控资源使用情况，并根据实际需求调整资源请求和限制，可以提高集群的资源利用率。

总结

Kubernetes 资源限制是确保集群资源合理分配和高效利用的关键机制。通过为容器设置资源请求和限制，您可以确保应用程序获得足够的资源，同时避免资源过度使用。在实际应用中，根据工作负载的重要性和需求，合理设置资源请求和限制，并定期监控和调整资源使用情况。

附加资源

练习

创建一个 Pod，为其设置 CPU 请求为 500m，内存请求为 256Mi，CPU 限制为 1000m，内存限制为 512Mi。
使用 kubectl top 命令监控该 Pod 的资源使用情况。
尝试调整资源请求和限制，观察 Pod 的调度和运行情况。

介绍​

资源请求与限制的作用​

如何设置资源限制​

示例解析​

实际应用场景​

场景 1：确保关键应用获得足够资源​

场景 2：限制非关键应用的资源使用​

资源限制的监控与调整​

总结​

附加资源​

练习​

介绍