Kubernetes 资源配额及使用 CPU、内存限制

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Kubernetes 是一种流行的容器编排软件,可以帮助您轻松、高效地管理大规模容器化应用程序。Kubernetes 提供了许多有用的特性,其中之一是资源配额和使用限制,可以帮助您有效地管理集群资源。在本文中,我将会详细介绍 Kubernetes 中如何配额资源,并限制 CPU 和内存的使用,以及如何使用这些特性。

资源配额

资源配额是 Kubernetes 中的一种特性,可以限制在给定时刻内,各个命名空间或 pod 可使用的资源数量。资源配额包括两种类型:资源限制和资源配额的限制。

资源限制

资源限制与 pod 直接相关,可以在 pod 的规范中设置。资源限制可以控制 pod 在运行过程中可以使用的 CPU 和内存资源的数量。例如,您可以为 pod 设置以下规范:

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在这个例子中,pod 的规范中定义了两种资源限制:

  • limits.cpu: 限制 pod 最多使用 1 个 CPU 核心。
  • limits.memory: 限制 pod 最多使用 500MB RAM。

此外,规范中定义了以下资源请求:

  • requests.cpu: 所请求的 CPU 核心数量是 0.1 个。
  • requests.memory:所请求的内存大小是 50 MB。

资源限制和资源请求一起定义了 pod 对资源的期望值。这有助于 Kubernetes 确定在调度 pod 时哪个节点最适合运行该 pod。

资源配额

资源配额是在命名空间范围内定义的,可帮助 Kubernetes 管理部署在相同集群中的多个 pod 和命名空间。资源配额可以包含以下规则:

  • 对 pod 中的容器数量进行限制。
  • 对命名空间中 pod 的总内存和 CPU 进行限制。
  • 对命名空间中 pod 和其依赖(例如 ConfigMaps、Secrets)的总容量进行限制。

以下是一个资源配额定义的示例:

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在这个例子中,我们定义了一个名为 mem-cpu-quota 的资源配额,它规定了命名空间中的 pod 和容器数量限制,以及内存和 CPU 的总量限制。这个资源配额限制了:

  • 10 个 pod 的最大数量(pods)。
  • 10 个 CPU 核心的请求总量(requests.cpu)。
  • 20 个 CPU 核心的最大使用量(limits.cpu)。
  • 10GB 内存的请求总量(requests.memory)。
  • 20GB 内存的最大使用量(limits.memory)。

这个资源配额确保命名空间中的资源使用在特定的阈值范围内。当命名空间中的 pod 和容器资源使用超出了这些阈值,Kubernetes 会拒绝更多的资源请求。

CPU 和内存限制

如果您的容器占用了太多 CPU 和内存资源,该容器可能会扰乱整个集群的运行。因此,Kubernetes 支持在 pod 级别对容器的 CPU 和内存进行限制。

CPU 限制

在 Kubernetes 中,CPU 的配额和限制都是以 CPU 核心的百分比表示。例如,如果您将 CPU 限制设置为 1000 m,这意味着该容器可以使用集群中的 1 个 CPU 核心。您可以在 pod 的规范中设置 CPU 限制,例如:

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在这个例子中,容器 my-container 的 CPU 限制为 1000m,即 1 个核心。

内存限制

内存配额和限制在 Kubernetes 中表示为字节。以下是一个示例获取了内存配额和限制的 pod 规范:

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在这个例子中,容器 my-container 的内存限制为 512MiB。

如何使用这些特性

要使用 Kubernetes 中的资源配额和限制,您需要首先了解您的容器需要的资源。例如,您可能需要确定您的容器需要多少 CPU 和内存才能正常运行,并设置相应的资源请求和限制。

在设置资源请求和限制之后,您需要将这些规范应用到 pod 或容器中,例如:

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在这个例子中,容器 my-container 请求 0.1 个 CPU 核心和 50 MiB 内存,限制使用 0.5 个 CPU 核心和 256 MiB 内存。

之后,您可以将这些 pod 部署到 Kubernetes 集群中,并启用资源配额和限制来确保容器不会占用过多的 CPU 和内存资源。通过这样的方式,您可以有效地管理集群资源,并打造高可用性的容器化应用程序。

总结

在本文中,我们介绍了 Kubernetes 中的资源配额和限制,以及如何限制容器的使用 CPU 和内存资源。通过使用这些特性,您可以有效地管理集群资源,确保容器不会占用过多的 CPU 和内存资源。通过这样的方式,您可以提高应用程序性能并确保正常运行。

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