【项目实战25】k8s(11)—k8s容器资源限制（内存，cpu限制）

一、基础知识

(1)、资源限制

在K8s中定义Pod中运行容器有两个维度的限制：

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。如： Pod运行至少需要2G内存，1核CPU
资源限额：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。

Kubernetes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(资源限额)：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。

(2)、资源类型

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个CPU，就相当于申请1个CPU的一半，你也可以加个后缀m 表示千分之一的概念。比如说100m的CPU，100m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。

二、内存限制

如果容器超过其内存限制，则会被终止。如果可重新启动，则与所有其他类型的运行时故障一样，kubelet 将重新启动它。
如果一个容器超过其内存请求，那么当节点内存不足时，它的 Pod 可能被逐出

1、server1获取stress.tar包，上传至harbor仓库。

[root@server1 ~] docker load -i stress.tar 
[root@server1 harbor] docker push reg.westos.org/library/stress

2、在server2上建立yaml文件，进行资源限制

[root@server2 limit] mkdir limit
[root@server2 limit] mkdir limit
[root@server2 limit] vim pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: memory-demo
spec:
  containers:
  - name: memory-demo
    image: stress
    args:
    - --vm
    - "1"
    - --vm-bytes
    - 200M                           本pod要求200M的内存
    resources:                       这里对资源限制位50-100M
      requests:
        memory: 50Mi                 
      limits:
        memory: 100Mi

3、查看效果
发现因为内存限制无法创建

4、修改内存限制

[root@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
    resources:
      requests:
        memory: 50Mi
      limits:
        memory: 300Mi             这里最高设置为300M

5、查看效果
发现更改资源限制后可以成功创建pod

三、cpu限制

[root@server2 limit] vim pod1.yaml 
[root@server2 limit] cat pod1.yaml 
/
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cpu-demo
spec:
  containers:
  - name: cpu-demo
    image: stress
    args:
    - -c                   设置cpu的数量为2
    - "2"
    resources:             限制cpu的数量为5-10之间
      requests:
        memory: "5"
      limits:
        memory: "10"
//
[root@server2 limit] kubectl apply -f pod1.yaml 

2、查看效果
发现一直创建不了,没有正常运行的原因是容器使用的cpu数量要在设定的上限和下限之间

3、修改限制条件
删除上一个pod，重新编辑pod1.yaml，将上下限分别修改为2和0.5

[root@server2 limit] kubectl apply -f pod1.yaml 
[root@server2 limit] cat pod1.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cpu-demo
spec:
  containers:
  - name: cpu-demo
    image: stress
    args:
    - -c                   设置cpu的数量为1
    - "1"
    resources:             限制cpu的数量为0.2-2之间
      requests:
        memory: "0.2"
      limits:
        memory: "2"

4、查看结果发现创建成功

四、namespace设置资源限制

(1)、设置namespace资源限制

1、编辑文件
编辑limitrange.yaml，在该配置文件中编辑最大最小内存和cpu限制以及默认运行参数限制

[root@server2 limit] kubectl apply -f pod2.yaml 
[root@server2 limit] cat pod2.yaml 
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: limitrange-memory
spec:
  limits:
  - default:
      cpu: 0.5
      memory: 512Mi
    defaultRequest:
      cpu: "0.1"
      memory: 256Mi
    max:
      cpu: 1
      memory: 1Gi
    min:
      cpu: 0.1
      memory: 100Mi
    type: Container

2、结果
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。

3、新建pod应用,查看结果

[root@server2 limit] kubectl apply -f pod.yaml 
[root@server2 limit] cat pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: memory-demo
spec:
  containers:
  - name: memory-demo
    image: stress

资源限制变成了我们在limitrange.yaml中设置的默认限制

4、修改pod容器内的资源限制，查看结果

[root@server2 limit] kubectl apply -f pod.yaml 
[root@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
    resources:
      requests:
        memory: 50Mi
      limits:
        memory: 300Mi

pod里资源要求内存最小要求是50M，小于我们上面设置的资源文件里最小内存100M，创建失败。

删除之前创建的资源限制文件pod2.yaml

(2)、为namespace设置资源配额

编辑limitrange.yaml配置文件
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（memoryrequest），内存限额（memorylimit），cpu请求（cpu request）和cpu限额（cpulimit）。
每个容器的内存请求总额不得超过1GiB。
所有容器的内存限额总额不得超过2GiB。
每个容器的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。
1、设置总的配置文件

[root@server2 limit] kubectl apply -f limitrange.yaml 
resourcequota/limitrange-all created
[root@server2 limit] cat limitrange.yaml 
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: limitrange-all
spec:
  hard:
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi

2、查看效果

3、测试1

[root@server2 limit] kubectl apply -f pod.yaml 
[root@server2 limit] cat pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: memory-demo
spec:
  containers:
  - name: memory-demo
    image: stress

结果发现失败，因为必须设置资源的范围

4、测试2

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: memory-demo
spec:
  containers:
  - name: memory-demo
    image: stress
    resources:
      requests:
        memory: 50Mi
        cpu: 0.1
      limits:
        memory: 300Mi
        cpu: 0.5

发现创建成功

5、测试3
删除之前pod.yaml，重新设置

[root@server2 limit] cat pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: memory-demo
spec:
  containers:
  - name: memory-demo
    image: stress
    resources:
      requests:
        memory: 50M
        cpu: 0.1
      limits:
        memory: 1.2Gi
        cpu: 0.5

创建失败，因为它最大的要求内存为1.2G，超过了每个资源的1G的内存限制。

(3)、为namespace配置Pod配额

1、设置Pod配额以限制可以在namespace中运行的Pod数量

[root@server2 limit] kubectl delete -f limitrange.yaml 
[root@server2 limit] cat limitrange.yaml 
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: limitrange-all
spec:
  hard:
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi
    pods: "2"
[root@server2 limit] kubectl apply -f limitrange.yaml 

2、可以查看到限制总的pod为2个