• Pod限额（LimitRange）
    • 1. 为namespace配置CPU和内存的默认值
      • 1.1. namespace的内存默认值
      • 1.2. namespace的CPU默认值
      • 1.3 说明
    • 2. 为namespace配置CPU和内存的最大最小值
      • 2.1. 内存的最大最小值
      • 2.2. CPU的最大最小值
      • 2.3. 说明

    Pod限额（LimitRange）

    ResourceQuota对象是限制某个namespace下所有Pod(容器)的资源限额

    LimitRange对象是限制某个namespace单个Pod(容器)的资源限额

    LimitRange对象用来定义某个命名空间下某种资源对象的使用限额，其中资源对象包括：Pod、Container、PersistentVolumeClaim。

    1. 为namespace配置CPU和内存的默认值

    如果在一个拥有默认内存或CPU限额的命名空间中创建一个容器，并且这个容器未指定它自己的内存或CPU的limit， 它会被分配这个默认的内存或CPU的limit。既没有设置pod的limit和request才会分配默认的内存或CPU的request。

    1.1. namespace的内存默认值

    1. # 创建namespace
    2. $ kubectl create namespace default-mem-example
    4. # 创建LimitRange
    5. $ cat memory-defaults.yaml
    6. apiVersion: v1
    7. kind: LimitRange
    8. metadata:
    9.   name: mem-limit-range
    10. spec:
    11.   limits:
    12.   - default:
    13.       memory: 512Mi
    14.     defaultRequest:
    15.       memory: 256Mi
    16.     type: Container
    18. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-defaults.yaml --namespace=default-mem-example
    20. # 创建Pod,未指定内存的limit和request
    21. $ cat memory-defaults-pod.yaml
    22. apiVersion: v1
    23. kind: Pod
    24. metadata:
    25.   name: default-mem-demo
    26. spec:
    27.   containers:
    28.   - name: default-mem-demo-ctr
    29.     image: nginx
    31. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-defaults-pod.yaml --namespace=default-mem-example
    33. # 查看Pod
    34. $ kubectl get pod default-mem-demo --output=yaml --namespace=default-mem-example
    35. containers:
    36. - image: nginx
    37.   imagePullPolicy: Always
    38.   name: default-mem-demo-ctr
    39.   resources:
    40.     limits:
    41.       memory: 512Mi
    42.     requests:
    43.       memory: 256Mi

    1.2. namespace的CPU默认值

    1. # 创建namespace
    2. $ kubectl create namespace default-cpu-example
    4. # 创建LimitRange
    5. $ cat cpu-defaults.yaml 
    6. apiVersion: v1
    7. kind: LimitRange
    8. metadata:
    9.   name: cpu-limit-range
    10. spec:
    11.   limits:
    12.   - default:
    13.       cpu: 1
    14.     defaultRequest:
    15.       cpu: 0.5
    16.     type: Container
    18. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/cpu-defaults.yaml --namespace=default-cpu-example    
    20. # 创建Pod，未指定CPU的limit和request
    21. $ cat cpu-defaults-pod.yaml
    22. apiVersion: v1
    23. kind: Pod
    24. metadata:
    25.   name: default-cpu-demo
    26. spec:
    27.   containers:
    28.   - name: default-cpu-demo-ctr
    29.     image: nginx
    31. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/cpu-defaults-pod.yaml --namespace=default-cpu-example
    33. # 查看Pod
    34. $ kubectl get pod default-cpu-demo --output=yaml --namespace=default-cpu-example
    35. containers:
    36. - image: nginx
    37.   imagePullPolicy: Always
    38.   name: default-cpu-demo-ctr
    39.   resources:
    40.     limits:
    41.       cpu: "1"
    42.     requests:
    43.       cpu: 500m

    1.3 说明

    1. 如果没有指定pod的request和limit，则创建的pod会使用LimitRange对象定义的默认值（request和limit）
    2. 如果指定pod的limit但未指定request，则创建的pod的request值会取limit的值，而不会取LimitRange对象定义的request默认值。
    3. 如果指定pod的request但未指定limit，则创建的pod的limit值会取LimitRange对象定义的limit默认值。

    默认Limit和request的动机

    如果命名空间具有资源配额（ResourceQuota）, 它为内存限额（CPU限额）设置默认值是有意义的。 以下是资源配额对命名空间施加的两个限制：

    • 在命名空间运行的每一个容器必须有它自己的内存限额（CPU限额）。
    • 在命名空间中所有的容器使用的内存总量（CPU总量）不能超出指定的限额。

    如果一个容器没有指定它自己的内存限额（CPU限额），它将被赋予默认的限额值，然后它才可以在被配额限制的命名空间中运行。

    2. 为namespace配置CPU和内存的最大最小值

    2.1. 内存的最大最小值

    创建LimitRange

    1. # 创建namespace
    2. $ kubectl create namespace constraints-mem-example
    4. # 创建LimitRange
    5. $ cat memory-constraints.yaml
    6. apiVersion: v1
    7. kind: LimitRange
    8. metadata:
    9.   name: mem-min-max-demo-lr
    10. spec:
    11.   limits:
    12.   - max:
    13.       memory: 1Gi
    14.     min:
    15.       memory: 500Mi
    16.     type: Container
    18. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints.yaml --namespace=constraints-mem-example
    20. # 查看LimitRange
    21. $ kubectl get limitrange cpu-min-max-demo --namespace=constraints-mem-example --output=yaml
    22. ...
    23.   limits:
    24.   - default:
    25.       memory: 1Gi
    26.     defaultRequest:
    27.       memory: 1Gi
    28.     max:
    29.       memory: 1Gi
    30.     min:
    31.       memory: 500Mi
    32.     type: Container
    33. ...
    34. # LimitRange设置了最大最小值，但没有设置默认值，也会被自动设置默认值。

    创建符合要求的Pod

    1. # 创建符合要求的Pod
    2. $ cat memory-constraints-pod.yaml
    3. apiVersion: v1
    4. kind: Pod
    5. metadata:
    6.   name: constraints-mem-demo
    7. spec:
    8.   containers:
    9.   - name: constraints-mem-demo-ctr
    10.     image: nginx
    11.     resources:
    12.       limits:
    13.         memory: "800Mi"
    14.       requests:
    15.         memory: "600Mi"
    17. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod.yaml --namespace=constraints-mem-example
    19. # 查看Pod
    20. $ kubectl get pod constraints-mem-demo --output=yaml --namespace=constraints-mem-example
    21. ...
    22. resources:
    23.   limits:
    24.      memory: 800Mi
    25.   requests:
    26.     memory: 600Mi
    27. ...

    创建超过最大内存limit的pod

    1. $ cat memory-constraints-pod-2.yaml
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Pod
    4. metadata:
    5.   name: constraints-mem-demo-2
    6. spec:
    7.   containers:
    8.   - name: constraints-mem-demo-2-ctr
    9.     image: nginx
    10.     resources:
    11.       limits:
    12.         memory: "1.5Gi"  # 超过最大值 1Gi
    13.       requests:
    14.         memory: "800Mi"
    16. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-2.yaml --namespace=constraints-mem-example
    18. # Pod创建失败，因为容器指定的limit过大
    19. Error from server (Forbidden): error when creating "docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-2.yaml":
    20. pods "constraints-mem-demo-2" is forbidden: maximum memory usage per Container is 1Gi, but limit is 1536Mi.

    创建小于最小内存request的Pod

    1. $ cat memory-constraints-pod-3.yaml
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Pod
    4. metadata:
    5.   name: constraints-mem-demo-3
    6. spec:
    7.   containers:
    8.   - name: constraints-mem-demo-3-ctr
    9.     image: nginx
    10.     resources:
    11.       limits:
    12.         memory: "800Mi"
    13.       requests:
    14.         memory: "100Mi"   # 小于最小值500Mi
    16. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-3.yaml --namespace=constraints-mem-example         
    18. # Pod创建失败，因为容器指定的内存request过小
    19. Error from server (Forbidden): error when creating "docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-3.yaml":
    20. pods "constraints-mem-demo-3" is forbidden: minimum memory usage per Container is 500Mi, but request is 100Mi.

    创建没有指定任何内存limit和request的pod

    1. $ cat memory-constraints-pod-4.yaml
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Pod
    4. metadata:
    5.   name: constraints-mem-demo-4
    6. spec:
    7.   containers:
    8.   - name: constraints-mem-demo-4-ctr
    9.     image: nginx
    11. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-4.yaml --namespace=constraints-mem-example
    13. # 查看Pod
    14. $ kubectl get pod constraints-mem-demo-4 --namespace=constraints-mem-example --output=yaml
    15. ...
    16. resources:
    17.   limits:
    18.     memory: 1Gi
    19.   requests:
    20.     memory: 1Gi
    21. ...

    容器没有指定自己的 CPU 请求和限制，所以它将从 LimitRange 获取默认的 CPU 请求和限制值。

    2.2. CPU的最大最小值

    创建LimitRange

    1. # 创建namespace
    2. $ kubectl create namespace constraints-cpu-example
    4. # 创建LimitRange
    5. $ cat cpu-constraints.yaml
    6. apiVersion: v1
    7. kind: LimitRange
    8. metadata:
    9.   name: cpu-min-max-demo-lr
    10. spec:
    11.   limits:
    12.   - max:
    13.       cpu: "800m"
    14.     min:
    15.       cpu: "200m"
    16.     type: Container
    18. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/cpu-constraints.yaml --namespace=constraints-cpu-example
    20. # 查看LimitRange
    21. $ kubectl get limitrange cpu-min-max-demo-lr --output=yaml --namespace=constraints-cpu-example
    22. ...
    23. limits:
    24. - default:
    25.     cpu: 800m
    26.   defaultRequest:
    27.     cpu: 800m
    28.   max:
    29.     cpu: 800m
    30.   min:
    31.     cpu: 200m
    32.   type: Container
    33. ...

    创建符合要求的Pod

    1. $ cat cpu-constraints-pod.yaml
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Pod
    4. metadata:
    5.   name: constraints-cpu-demo
    6. spec:
    7.   containers:
    8.   - name: constraints-cpu-demo-ctr
    9.     image: nginx
    10.     resources:
    11.       limits:
    12.         cpu: "800m"
    13.       requests:
    14.         cpu: "500m"
    16. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/cpu-constraints-pod.yaml --namespace=constraints-cpu-example
    18. # 查看Pod
    19. $ kubectl get pod constraints-cpu-demo --output=yaml --namespace=constraints-cpu-example
    20. ...
    21. resources:
    22.   limits:
    23.     cpu: 800m
    24.   requests:
    25.     cpu: 500m
    26. ...

    创建超过最大CPU limit的Pod

    1. $ cat cpu-constraints-pod-2.yaml
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Pod
    4. metadata:
    5.   name: constraints-cpu-demo-2
    6. spec:
    7.   containers:
    8.   - name: constraints-cpu-demo-2-ctr
    9.     image: nginx
    10.     resources:
    11.       limits:
    12.         cpu: "1.5"
    13.       requests:
    14.         cpu: "500m"
    16. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/cpu-constraints-pod-2.yaml --namespace=constraints-cpu-example
    18. # Pod创建失败，因为容器指定的CPU limit过大
    19. Error from server (Forbidden): error when creating "docs/tasks/administer-cluster/cpu-constraints-pod-2.yaml":
    20. pods "constraints-cpu-demo-2" is forbidden: maximum cpu usage per Container is 800m, but limit is 1500m.

    创建小于最小CPU request的Pod

    1. $ cat cpu-constraints-pod-3.yaml
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Pod
    4. metadata:
    5.   name: constraints-cpu-demo-4
    6. spec:
    7.   containers:
    8.   - name: constraints-cpu-demo-4-ctr
    9.     image: nginx
    10.     resources:
    11.       limits:
    12.         cpu: "800m"
    13.       requests:
    14.         cpu: "100m"
    16. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/cpu-constraints-pod-3.yaml --namespace=constraints-cpu-example
    18. # Pod创建失败，因为容器指定的CPU request过小
    19. Error from server (Forbidden): error when creating "docs/tasks/administer-cluster/cpu-constraints-pod-3.yaml":
    20. pods "constraints-cpu-demo-4" is forbidden: minimum cpu usage per Container is 200m, but request is 100m.

    创建没有指定任何CPU limit和request的pod

    1. $ cat cpu-constraints-pod-4.yaml
    2. apiVersion: v1
    3. kind: Pod
    4. metadata:
    5.   name: constraints-cpu-demo-4
    6. spec:
    7.   containers:
    8.   - name: constraints-cpu-demo-4-ctr
    9.     image: vish/stress
    11. $ kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/cpu-constraints-pod-4.yaml --namespace=constraints-cpu-example    
    13. # 查看Pod
    14. kubectl get pod constraints-cpu-demo-4 --namespace=constraints-cpu-example --output=yaml
    15. ...
    16. resources:
    17.   limits:
    18.     cpu: 800m
    19.   requests:
    20.     cpu: 800m
    21. ...

    容器没有指定自己的 CPU 请求和限制，所以它将从 LimitRange 获取默认的 CPU 请求和限制值。

    2.3. 说明

    LimitRange 在 namespace 中施加的最小和最大内存（CPU）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。

    Kubernetes 都会执行下列步骤：

    • 如果容器没有指定自己的内存（CPU）请求（request）和限制（limit），系统将会为其分配默认值。
    • 验证容器的内存（CPU）请求大于等于最小值。
    • 验证容器的内存（CPU）限制小于等于最大值。

    参考文章：

    • https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/memory-default-namespace/

    • https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/cpu-default-namespace/

    • https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/memory-constraint-namespace/

    • https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/cpu-constraint-namespace/

    • https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/quota-memory-cpu-namespace/