Kubernetes CPU请求和限制

一个 Kubernetes 集群可被划分为多个命名空间。 如果在具有默认 CPU 限制 的命名空间内创建一个 Pod，并且这个 Pod 中任何容器都没有声明自己的 CPU 限制， 那么控制面会为容器设定默认的 CPU 限制。本篇教程介绍如何为命名空间配置默认的 CPU 请求和限制。

一、准备

必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时必须配置 kubectl 命令行工具与集群通信。 建议在至少有两个不作为控制平面主机的节点的集群上运行本教程。 如果还没有集群，可以通过 Minikube 构建一个自己的集群，或者可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

• Killercoda
• 玩转 Kubernetes

在集群里必须要有创建命名空间的权限。

二、创建命名空间

创建一个命名空间，以便本练习中创建的资源和集群的其余部分相隔离。

kubectl create namespace default-cpu-example

三、创建LimitRange和Pod

以下为 LimitRange 的示例清单， 声明了默认 CPU 请求和默认 CPU 限制。

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
name: cpu-limit-range
spec:
limits:
- default:
cpu: 1
defaultRequest:
cpu: 0.5
type: Container

在命名空间 default-cpu-example 中创建 LimitRange 对象：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-defaults.yaml --namespace=default-cpu-example

现在如果在 default-cpu-example 命名空间中创建一个 Pod， 并且该 Pod 中所有容器都没有声明自己的 CPU 请求和 CPU 限制， 控制面会将 CPU 的默认请求值 0.5 和默认限制值 1 应用到 Pod 上。

以下为只包含一个容器的 Pod 的清单。该容器没有声明 CPU 请求和限制。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: default-cpu-demo
spec:
containers:
- name: default-cpu-demo-ctr
image: nginx

创建 Pod：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-defaults-pod.yaml --namespace=default-cpu-example

查看该 Pod 的声明：

kubectl get pod default-cpu-demo --output=yaml --namespace=default-cpu-example

输出显示该 Pod 的唯一的容器有 500m cpu 的 CPU 请求和 1 cpu 的 CPU 限制。 这些是 LimitRange 声明的默认值。

containers:
- image: nginx
imagePullPolicy: Always
name: default-cpu-demo-ctr
resources:
limits:
cpu: "1"
requests:
cpu: 500m

四、未声明请求

以下为只包含一个容器的 Pod 的清单。该容器声明了 CPU 限制，而没有声明 CPU 请求。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: default-cpu-demo-2
spec:
containers:
- name: default-cpu-demo-2-ctr
image: nginx
resources:
limits:
cpu: "1"

创建 Pod：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-defaults-pod-2.yaml --namespace=default-cpu-example

查看所创建的 Pod 的规约：

kubectl get pod default-cpu-demo-2 --output=yaml --namespace=default-cpu-example

输出显示该容器的 CPU 请求和 CPU 限制设置相同。注意该容器没有被指定默认的 CPU 请求值 0.5 cpu：

resources:
limits:
cpu: "1"
requests:
cpu: "1"

五、未声明限制

这里给出了包含一个容器的 Pod 的示例清单。该容器声明了 CPU 请求，而没有声明 CPU 限制。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: default-cpu-demo-3
spec:
containers:
- name: default-cpu-demo-3-ctr
image: nginx
resources:
requests:
cpu: "0.75"

创建 Pod：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-defaults-pod-3.yaml --namespace=default-cpu-example

查看所创建的 Pod 的规约：

kubectl get pod default-cpu-demo-3 --output=yaml --namespace=default-cpu-example

输出显示所创建的 Pod 中，容器的 CPU 请求为 Pod 清单中声明的值。 然而同一容器的 CPU 限制被设置为 1 cpu，此值是该命名空间的默认 CPU 限制值。

resources:
limits:
cpu: "1"
requests:
cpu: 750m

六、默认CPU限制/请求动机

如果命名空间设置了 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：

1、命名空间中运行的每个 Pod 中的容器都必须有 CPU 限制。

2、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。

当添加 LimitRange 时：

如果该命名空间中的任何 Pod 的容器未指定 CPU 限制， 控制面将默认 CPU 限制应用于该容器， 这样 Pod 可以在受到 CPU ResourceQuota 限制的命名空间中运行。

七、清理

删除命名空间：

kubectl delete namespace default-cpu-example