kubernetes(k8s)：容器资源限制（内存限制、cpu限制、namespace限制）

不念不忘少年蓝@ 2023-02-13 03:18 18阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1. k8s容器资源限制
 *  2. 内存资源限制实例
 *  3. cpu资源限制
 *  4. namespace设置资源限制
 *  5. namespace中pod的配额
 *  6. namespace的创建、使用和删除
 *  7. 清除资源限制和配额

# 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。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  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]$

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]![在这里插入图片描述][20200526214158588.png]  
**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  
![在这里插入图片描述][20200526214905720.png]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]$

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

# 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  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]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

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]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

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]![在这里插入图片描述][20200526221646647.png]

# 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

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200526214019499.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200526214145614.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20200526214158588.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200526214158588.png
[20200526214905720.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200526214905720.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200526215145227.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200526220504438.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020052622074293.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200526221634679.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNjk2OQ==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20200526221646647.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200526221646647.png