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Kubernetes 资源限制范围

2020-04-15 by dongnan

开始之前

在前面的三篇文章中，至此我们已经准备好了K8S集群环境。

接下来我们将以在K8S集群运行一个真实的项目为目标，依次介绍项目所使用的K8S资源对象。

这个项目是一个典型的Web系统，使用 Java Spring Boot框架开发，需要使用 MySql、Redis数据库、NFS共享存储(多个Pod容器间共享文件)。

由于K8S环境部署在阿里云上，所以这里使用了阿里云提供的 RDS-Mysql 、RDS-Redis 数据库服务、NAS(NFS) 网络附加存储等中间件产品，对于K8S集群来说，我们需要将这些服务映射为K8S的资源对象。

项目使用的K8S的资源对象包括：

环境

测试的k8s集群由一个Master管理节点、两个Worker计算节点组成，详细请参考这里。

目标

某些情况下一个 Pod或者 Container 可能会占用宿主机全部的资源，可以使用 LimitRange 限制范围策略，在命名空间内限制多个 Pod 或 Container 资源分配规则。

举个栗子

Yaml文档

定义 yyi-limit 的资源限制范围：

---
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: yyi-limit
  namespace: yyi-prod
spec:
  limits:
  - default:
      cpu: "1000m"
      memory: "3072Mi"
    defaultRequest:
      cpu: "100m"
      memory: "512Mi"
    type: Container

这个 LimitRange 对象的作用如下：

  • 对 yyi-prod 命名空间中所有的 Pod 对象有效。
  • 保证命名空间内的 Container 容器使用的资源(下限)，0.1个CPU、512M内存。
  • 限制命名空间内的 Container 容器使用的资源(上限)，1个CPU、3G内存。

创建 LimitRange

kubectl apply -f yii-limits.yaml

验证 LimitRange

查看 LimitRange 详细信息：

kubectl -n yyi-prod describe limitranges yyi-limit 
Name:       yyi-limit
Namespace:  yyi-prod
Type        Resource  Min  Max  Default Request  Default Limit  Max Limit/Request Ratio
----        --------  ---  ---  ---------------  -------------  -----------------------
Container   cpu       -    -    100m             1           -
Container   memory    -    -    256Mi            3Gi

创建Pod容器时，LimitRange 对象自动注入到Pod容器:

kubectl -n yyi-prod describe pod yyi-server-78xx94d-gxxxr 
Name:         yyi-server-78xx94d-gxxxr 
Namespace:    yyi-prod
#...省略
Containers:
  yyi-server:
    #...省略
    Limits:    # 这里对应资源上限
      cpu:     1
      memory:  3Gi
    Requests:   # 这里对应资源下限
      cpu:      100m
      memory:   256Mi
    Readiness:  tcp-socket :8080 delay=25s timeout=5s period=10s #success=3 #failure=3
    Environment:
      logtail:    true
      JAVA_OPTS:  -Xmx2000m
    #...省略

可以看到创建的Pod容器已经使用了定义的LimitRange对象。

LimitRange

默认情况下 Kubernetes 集群上的容器运行使用的计算资源没有限制。 使用 LimitRange 资源配额以命名空间为单位，限制 Pod 或 Container 最多能够使用命名空间的资源配额所定义的 CPU 和内存资源。 LimitRange 是在命名空间内限制资源分配（多个Pod或Container）的策略对象。

LimitRange 有以下功能：

  • 在一个命名空间中对每个 Pod 或 Container 最小和最大的资源使用量的限制。
  • 在一个命名空间中对一种资源的申请值和限制值的比值的控制。
  • 设置一个命名空间中对计算资源的默认申请/限制值，并且自动的在运行时注入到多个 Container 中。

此外 LimitRange 还可以使用 Min 、Max、Max Limit/Request Ratio 等参数，设置不同的资源限制策略， 也支持 PersistentVolumeClaim 存储空间大小限制，更多参数选项说明请参考 kubernetes 官方文档 。

小结

  • 通过配置资源 Request 和 Limits 可以限制Pod(容器)的资源使用，但是为每一个Pod配置 Request 和 Limits是很麻烦的，通过LimitRange 策略可以化繁为简。
  • 只有 Container 类型的LimitRange，才可以设置 Default Request 和 Default Limit 参数，而 Pod 类型是不能设置这两个参数的。
  • LimitRange 对象，只会在创建(更新)Pod等资源时触发，改变 LimitRange 规则不会影响任何已经创建的资源。

参考

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