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管理内存、CPU 和 API 资源

1: 为命名空间配置默认的内存请求和限制
2: 为命名空间配置默认的 CPU 请求和限制
3: 配置命名空间的最小和最大内存约束
4: 为命名空间配置 CPU 最小和最大约束
5: 为命名空间配置内存和 CPU 配额
6: 配置命名空间下 Pod 配额

1 - 为命名空间配置默认的内存请求和限制

为命名空间定义默认的内存资源限制，这样在该命名空间中每个新建的 Pod 都会被配置上内存资源限制。

本章介绍如何为命名空间配置默认的内存请求和限制。

一个 Kubernetes 集群可被划分为多个命名空间。如果你在具有默认内存限制的命名空间内尝试创建一个 Pod，并且这个 Pod 中的容器没有声明自己的内存资源限制，那么控制面会为该容器设定默认的内存限制。

Kubernetes 还为某些情况指定了默认的内存请求，本章后面会进行介绍。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。建议运行本教程的集群至少有两个节点，且这两个节点不能作为控制平面主机。如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

在你的集群里你必须要有创建命名空间的权限。

你的集群中的每个节点必须至少有 2 GiB 的内存。

创建命名空间

创建一个命名空间，以便本练习中所建的资源与集群的其余资源相隔离。

kubectl create namespace default-mem-example

创建 LimitRange 和 Pod

以下为 LimitRange 的示例清单。清单中声明了默认的内存请求和默认的内存限制。

admin/resource/memory-defaults.yaml

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: mem-limit-range
spec:
  limits:
  - default:
      memory: 512Mi
    defaultRequest:
      memory: 256Mi
    type: Container

在 default-mem-example 命名空间创建限制范围：

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

现在如果你在 default-mem-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内存请求和内存限制，控制面会将内存的默认请求值 256MiB 和默认限制值 512MiB 应用到 Pod 上。

以下为只包含一个容器的 Pod 的清单。该容器没有声明内存请求和限制。

admin/resource/memory-defaults-pod.yaml

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

创建 Pod：

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

查看 Pod 的详情：

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

输出内容显示该 Pod 的容器有 256 MiB 的内存请求和 512 MiB 的内存限制。这些都是 LimitRange 设置的默认值。

containers:
- image: nginx
  imagePullPolicy: Always
  name: default-mem-demo-ctr
  resources:
    limits:
      memory: 512Mi
    requests:
      memory: 256Mi

删除你的 Pod：

kubectl delete pod default-mem-demo --namespace=default-mem-example

声明容器的限制而不声明它的请求会怎么样？

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

admin/resource/memory-defaults-pod-2.yaml

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

创建 Pod：

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

查看 Pod 的详情：

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

输出结果显示容器的内存请求被设置为它的内存限制相同的值。注意该容器没有被指定默认的内存请求值 256MiB。

resources:
  limits:
    memory: 1Gi
  requests:
    memory: 1Gi

声明容器的内存请求而不声明内存限制会怎么样？

以下为只包含一个容器的 Pod 的清单。该容器声明了内存请求，但没有内存限制：

admin/resource/memory-defaults-pod-3.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-mem-demo-3
spec:
  containers:
  - name: default-mem-demo-3-ctr
    image: nginx
    resources:
      requests:
        memory: "128Mi"

创建 Pod：

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

查看 Pod 声明：

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

输出结果显示所创建的 Pod 中，容器的内存请求为 Pod 清单中声明的值。然而同一容器的内存限制被设置为 512MiB，此值是该命名空间的默认内存限制值。

resources:
  limits:
    memory: 512Mi
  requests:
    memory: 128Mi

说明：

LimitRange 不会检查它应用的默认值的一致性。这意味着 LimitRange 设置的 limit 的默认值可能小于客户端提交给API 服务器的声明中为容器指定的 request 值。如果发生这种情况，最终会导致 Pod 无法调度。更多信息，请参阅资源限制的 limit 和 request。

设置默认内存限制和请求的动机

如果你的命名空间设置了内存资源配额，那么为内存限制设置一个默认值会很有帮助。以下是内存资源配额对命名空间的施加的三条限制：

命名空间中运行的每个 Pod 中的容器都必须有内存限制。（如果为 Pod 中的每个容器声明了内存限制，Kubernetes 可以通过将其容器的内存限制相加推断出 Pod 级别的内存限制）。
内存限制用来在 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 使用的内存总量不能超过规定的限制。
命名空间中所有 Pod 实际使用的内存总量也不能超过规定的限制。

当你添加 LimitRange 时：

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

清理

删除你的命名空间：

kubectl delete namespace default-mem-example

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

2 - 为命名空间配置默认的 CPU 请求和限制

为命名空间定义默认的 CPU 资源限制，在该命名空间中每个新建的 Pod 都会被配置上 CPU 资源限制。

本章介绍如何为命名空间配置默认的 CPU 请求和限制。

一个 Kubernetes 集群可被划分为多个命名空间。如果你在具有默认 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。

Kubernetes 在一些特定情况还可以设置默认的 CPU 请求，本文后续章节将会对其进行解释。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。建议运行本教程的集群至少有两个节点，且这两个节点不能作为控制平面主机。如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

在你的集群里你必须要有创建命名空间的权限。

如果你还不熟悉 Kubernetes 中 1.0 CPU 的含义，请阅读 CPU 的含义。

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

创建 LimitRange 和 Pod

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

admin/resource/cpu-defaults.yaml

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

现在如果你在 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。

admin/resource/cpu-defaults-pod.yaml

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

你只声明容器的限制，而不声明请求会怎么样？

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。

admin/resource/cpu-defaults-pod-2.yaml

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

查看你所创建的 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"

你只声明容器的请求，而不声明它的限制会怎么样？

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。

admin/resource/cpu-defaults-pod-3.yaml

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

查看你所创建的 Pod 的规约：

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

输出显示你所创建的 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

默认 CPU 限制和请求的动机

如果你的命名空间设置了 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：

命名空间中运行的每个 Pod 中的容器都必须有 CPU 限制。
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。

当你添加 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。

清理

删除你的命名空间：

kubectl delete namespace default-cpu-example

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

3 - 配置命名空间的最小和最大内存约束

为命名空间定义一个有效的内存资源限制范围，在该命名空间中每个新创建 Pod 的内存资源是在设置的范围内。

本页介绍如何设置在名字空间中运行的容器所使用的内存的最小值和最大值。你可以在LimitRange 对象中指定最小和最大内存值。如果 Pod 不满足 LimitRange 施加的约束，则无法在名字空间中创建它。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。建议运行本教程的集群至少有两个节点，且这两个节点不能作为控制平面主机。如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

在你的集群里你必须要有创建命名空间的权限。

集群中的每个节点都必须至少有 1 GiB 的内存可供 Pod 使用。

创建命名空间

创建一个命名空间，以便在此练习中创建的资源与集群的其余资源隔离。

kubectl create namespace constraints-mem-example

创建 LimitRange 和 Pod

下面是 LimitRange 的示例清单：

admin/resource/memory-constraints.yaml

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: mem-min-max-demo-lr
spec:
  limits:
  - max:
      memory: 1Gi
    min:
      memory: 500Mi
    type: Container

创建 LimitRange：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints.yaml --namespace=constraints-mem-example

查看 LimitRange 的详情：

kubectl get limitrange mem-min-max-demo-lr --namespace=constraints-mem-example --output=yaml

输出显示预期的最小和最大内存约束。但请注意，即使你没有在 LimitRange 的配置文件中指定默认值，默认值也会自动生成。

  limits:
  - default:
      memory: 1Gi
    defaultRequest:
      memory: 1Gi
    max:
      memory: 1Gi
    min:
      memory: 500Mi
    type: Container

现在，每当在 constraints-mem-example 命名空间中创建 Pod 时，Kubernetes 就会执行下面的步骤：

如果 Pod 中的任何容器未声明自己的内存请求和限制，控制面将为该容器设置默认的内存请求和限制。
确保该 Pod 中的每个容器的内存请求至少 500 MiB。
确保该 Pod 中每个容器内存请求不大于 1 GiB。

以下为包含一个容器的 Pod 清单。该容器声明了 600 MiB 的内存请求和 800 MiB 的内存限制，这些满足了 LimitRange 施加的最小和最大内存约束。

admin/resource/memory-constraints-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-mem-demo
spec:
  containers:
  - name: constraints-mem-demo-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "800Mi"
      requests:
        memory: "600Mi"

创建 Pod：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints-pod.yaml --namespace=constraints-mem-example

确认 Pod 正在运行，并且其容器处于健康状态：

kubectl get pod constraints-mem-demo --namespace=constraints-mem-example

查看 Pod 详情：

kubectl get pod constraints-mem-demo --output=yaml --namespace=constraints-mem-example

输出结果显示该 Pod 的容器的内存请求为 600 MiB，内存限制为 800 MiB。这些满足这个命名空间中 LimitRange 设定的限制范围。

resources:
  limits:
     memory: 800Mi
  requests:
    memory: 600Mi

删除你创建的 Pod：

kubectl delete pod constraints-mem-demo --namespace=constraints-mem-example

尝试创建一个超过最大内存限制的 Pod

以下为包含一个容器的 Pod 的清单。这个容器声明了 800 MiB 的内存请求和 1.5 GiB 的内存限制。

admin/resource/memory-constraints-pod-2.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-mem-demo-2
spec:
  containers:
  - name: constraints-mem-demo-2-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "1.5Gi"
      requests:
        memory: "800Mi"

尝试创建 Pod：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints-pod-2.yaml --namespace=constraints-mem-example

输出结果显示 Pod 没有创建成功，因为它定义了一个容器的内存请求超过了允许的值。

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/memory-constraints-pod-2.yaml":
pods "constraints-mem-demo-2" is forbidden: maximum memory usage per Container is 1Gi, but limit is 1536Mi.

尝试创建一个不满足最小内存请求的 Pod

以下为只有一个容器的 Pod 的清单。这个容器声明了 100 MiB 的内存请求和 800 MiB 的内存限制。

admin/resource/memory-constraints-pod-3.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-mem-demo-3
spec:
  containers:
  - name: constraints-mem-demo-3-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "800Mi"
      requests:
        memory: "100Mi"

尝试创建 Pod：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints-pod-3.yaml --namespace=constraints-mem-example

输出结果显示 Pod 没有创建成功，因为它定义了一个容器的内存请求小于强制要求的最小值：

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/memory-constraints-pod-3.yaml":
pods "constraints-mem-demo-3" is forbidden: minimum memory usage per Container is 500Mi, but request is 100Mi.

创建一个没有声明内存请求和限制的 Pod

以下为只有一个容器的 Pod 清单。该容器没有声明内存请求，也没有声明内存限制。

admin/resource/memory-constraints-pod-4.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-mem-demo-4
spec:
  containers:
  - name: constraints-mem-demo-4-ctr
    image: nginx

创建 Pod：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints-pod-4.yaml --namespace=constraints-mem-example

查看 Pod 详情：

kubectl get pod constraints-mem-demo-4 --namespace=constraints-mem-example --output=yaml

输出结果显示 Pod 的唯一容器内存请求为 1 GiB，内存限制为 1 GiB。容器怎样获得那些数值呢？

resources:
  limits:
    memory: 1Gi
  requests:
    memory: 1Gi

因为你的 Pod 没有为容器声明任何内存请求和限制，集群会从 LimitRange获取默认的内存请求和限制。应用于容器。

这意味着 Pod 的定义会显示这些值。你可以通过 kubectl describe 查看：

# 查看输出结果中的 "Requests:" 的值
kubectl describe pod constraints-mem-demo-4 --namespace=constraints-mem-example

此时，你的 Pod 可能已经运行起来也可能没有运行起来。回想一下我们本次任务的先决条件是你的每个节点都至少有 1 GiB 的内存。如果你的每个节点都只有 1 GiB 的内存，那将没有一个节点拥有足够的可分配内存来满足 1 GiB 的内存请求。

删除你的 Pod：

kubectl delete pod constraints-mem-demo-4 --namespace=constraints-mem-example

强制执行内存最小和最大限制

LimitRange 为命名空间设定的最小和最大内存限制只有在 Pod 创建和更新时才会强制执行。如果你更新 LimitRange，它不会影响此前创建的 Pod。

说明：

使用就地调整 Pod 大小时，内存限制也会被强制执行。如果调整大小会导致 Pod 的内存值违反 LimitRange限制（超出最大值或低于最小值），则调整操作将被拒绝，Pod 的资源将保持之前的值。

设置内存最小和最大限制的动因

作为集群管理员，你可能想规定 Pod 可以使用的内存总量限制。例如：

集群的每个节点有 2 GiB 内存。你不想接受任何请求超过 2 GiB 的 Pod，因为集群中没有节点可以满足。
集群由生产部门和开发部门共享。你希望允许产品部门的负载最多耗用 8 GiB 内存，但是开发部门的负载最多可使用 512 MiB。这时，你可以为产品部门和开发部门分别创建名字空间，并为各个名字空间设置内存约束。

清理

删除你的命名空间：

kubectl delete namespace constraints-mem-example

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

4 - 为命名空间配置 CPU 最小和最大约束

为命名空间定义一个有效的 CPU 资源限制范围，使得在该命名空间中所有新建 Pod 的 CPU 资源是在你所设置的范围内。

本页介绍如何为命名空间中的容器和 Pod设置其所使用的 CPU 资源的最小和最大值。你可以通过 LimitRange 对象声明 CPU 的最小和最大值.如果 Pod 不能满足 LimitRange 的限制，就无法在该命名空间中被创建。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。建议运行本教程的集群至少有两个节点，且这两个节点不能作为控制平面主机。如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

在你的集群里你必须要有创建命名空间的权限。

集群中的每个节点都必须至少有 1.0 个 CPU 可供 Pod 使用。

请阅读 CPU 的含义理解 "1 CPU" 在 Kubernetes 中的含义。

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资源相隔离。

kubectl create namespace constraints-cpu-example

创建 LimitRange 和 Pod

以下为 LimitRange 的示例清单：

admin/resource/cpu-constraints.yaml

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: cpu-min-max-demo-lr
spec:
  limits:
  - max:
      cpu: "800m"
    min:
      cpu: "200m"
    type: Container

创建 LimitRange：

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

查看 LimitRange 详情：

kubectl get limitrange cpu-min-max-demo-lr --output=yaml --namespace=constraints-cpu-example

输出结果显示 CPU 的最小和最大限制符合预期。但需要注意的是，尽管你在 LimitRange 的配置文件中你没有声明默认值，默认值也会被自动创建。

limits:
- default:
    cpu: 800m
  defaultRequest:
    cpu: 800m
  max:
    cpu: 800m
  min:
    cpu: 200m
  type: Container

现在，每当你在 constraints-cpu-example 命名空间中创建 Pod 时，或者某些其他的Kubernetes API 客户端创建了等价的 Pod 时，Kubernetes 就会执行下面的步骤：

如果 Pod 中的任何容器未声明自己的 CPU 请求和限制，控制面将为该容器设置默认的 CPU 请求和限制。
确保该 Pod 中的每个容器的 CPU 请求至少 200 millicpu。
确保该 Pod 中每个容器 CPU 请求不大于 800 millicpu。

说明：

当创建 LimitRange 对象时，你也可以声明大页面和 GPU 的限制。当这些资源同时声明了 default 和 defaultRequest 参数时，两个参数值必须相同。

以下为某个仅包含一个容器的 Pod 的清单。该容器声明了 CPU 请求 500 millicpu 和 CPU 限制 800 millicpu。这些参数满足了 LimitRange 对象为此名字空间规定的 CPU 最小和最大限制。

admin/resource/cpu-constraints-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        cpu: "800m"
      requests:
        cpu: "500m"

创建 Pod：

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

确认 Pod 正在运行，并且其容器处于健康状态：

kubectl get pod constraints-cpu-demo --namespace=constraints-cpu-example

查看 Pod 的详情：

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

输出结果显示该 Pod 的容器的 CPU 请求为 500 millicpu，CPU 限制为 800 millicpu。这些参数满足 LimitRange 规定的限制范围。

resources:
  limits:
    cpu: 800m
  requests:
    cpu: 500m

删除 Pod

kubectl delete pod constraints-cpu-demo --namespace=constraints-cpu-example

尝试创建一个超过最大 CPU 限制的 Pod

这里给出了包含一个容器的 Pod 清单。容器声明了 500 millicpu 的 CPU 请求和 1.5 CPU 的 CPU 限制。

admin/resource/cpu-constraints-pod-2.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo-2
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-2-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        cpu: "1.5"
      requests:
        cpu: "500m"

尝试创建 Pod：

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

输出结果表明 Pod 没有创建成功，因为其中定义了一个无法被接受的容器。该容器之所以无法被接受是因为其中设定了过高的 CPU 限制值：

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/cpu-constraints-pod-2.yaml":
pods "constraints-cpu-demo-2" is forbidden: maximum cpu usage per Container is 800m, but limit is 1500m.

尝试创建一个不满足最小 CPU 请求的 Pod

以下为某个只有一个容器的 Pod 的清单。该容器声明了 CPU 请求 100 millicpu 和 CPU 限制 800 millicpu。

admin/resource/cpu-constraints-pod-3.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo-3
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-3-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        cpu: "800m"
      requests:
        cpu: "100m"

尝试创建 Pod：

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

输出结果显示 Pod 没有创建成功，因为其中定义了一个无法被接受的容器。该容器无法被接受的原因是其中所设置的 CPU 请求小于最小值的限制：

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/cpu-constraints-pod-3.yaml":
pods "constraints-cpu-demo-3" is forbidden: minimum cpu usage per Container is 200m, but request is 100m.

创建一个没有声明 CPU 请求和 CPU 限制的 Pod

以下为一个只有一个容器的 Pod 的清单。该容器没有声明 CPU 请求，也没有声明 CPU 限制。

admin/resource/cpu-constraints-pod-4.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo-4
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-4-ctr
    image: vish/stress

创建 Pod：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-constraints-pod-4.yaml --namespace=constraints-cpu-example

查看 Pod 的详情：

kubectl get pod constraints-cpu-demo-4 --namespace=constraints-cpu-example --output=yaml

输出结果显示 Pod 的唯一容器的 CPU 请求为 800 millicpu，CPU 限制为 800 millicpu。

容器是怎样获得这些数值的呢？

resources:
  limits:
    cpu: 800m
  requests:
    cpu: 800m

因为这一容器没有声明自己的 CPU 请求和限制，控制面会根据命名空间中配置 LimitRange设置默认的 CPU 请求和限制。

此时，你的 Pod 可能已经运行起来也可能没有运行起来。回想一下我们本次任务的先决条件是你的每个节点都至少有 1 CPU。如果你的每个节点都只有 1 CPU，那将没有一个节点拥有足够的可分配 CPU 来满足 800 millicpu 的请求。如果你在用的节点恰好有 2 CPU，那么有可能有足够的 CPU 来满足 800 millicpu 的请求。

删除你的 Pod：

kubectl delete pod constraints-cpu-demo-4 --namespace=constraints-cpu-example

CPU 最小和最大限制的强制执行

只有当 Pod 创建或者更新时，LimitRange 为命名空间规定的 CPU 最小和最大限制才会被强制执行。如果你对 LimitRange 进行修改，那不会影响此前创建的 Pod。

说明：

使用就地调整 Pod 大小时，CPU 限制也会被强制执行。如果调整大小会导致 Pod 的 CPU 值违反 LimitRange限制（超过最大值或低于最小值），则调整操作将被拒绝，Pod 的资源将保持在之前的值。

最小和最大 CPU 限制范围的动机

作为集群管理员，你可能想设定 Pod 可以使用的 CPU 资源限制。例如：

集群中的每个节点有两个 CPU。你不想接受任何请求超过 2 个 CPU 的 Pod，因为集群中没有节点可以支持这种请求。
你的生产和开发部门共享一个集群。你想允许生产工作负载消耗 3 个 CPU，而开发部门工作负载的消耗限制为 1 个 CPU。你可以为生产和开发创建不同的命名空间，并且为每个命名空间都应用 CPU 限制。

清理

删除你的命名空间：

kubectl delete namespace constraints-cpu-example

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

5 - 为命名空间配置内存和 CPU 配额

为命名空间定义总的 CPU 和内存资源限制。

本文介绍如何为命名空间下运行的所有Pod 设置总的内存和 CPU 配额。你可以通过使用 ResourceQuota 对象设置配额.

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。建议运行本教程的集群至少有两个节点，且这两个节点不能作为控制平面主机。如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

在你的集群里你必须要有创建命名空间的权限。

集群中每个节点至少有 1 GiB 的内存。

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 quota-mem-cpu-example

创建 ResourceQuota

下面是 ResourceQuota 的示例清单：

admin/resource/quota-mem-cpu.yaml

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: mem-cpu-demo
spec:
  hard:
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi

创建 ResourceQuota：

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

查看 ResourceQuota 详情：

kubectl get resourcequota mem-cpu-demo --namespace=quota-mem-cpu-example --output=yaml

ResourceQuota 在 quota-mem-cpu-example 命名空间中设置了如下要求：

在该命名空间中的每个 Pod 的所有容器都必须要有内存请求和限制，以及 CPU 请求和限制。
在该命名空间中所有 Pod 的内存请求总和不能超过 1 GiB。
在该命名空间中所有 Pod 的内存限制总和不能超过 2 GiB。
在该命名空间中所有 Pod 的 CPU 请求总和不能超过 1 cpu。
在该命名空间中所有 Pod 的 CPU 限制总和不能超过 2 cpu。

请阅读 CPU 的含义理解 "1 CPU" 在 Kubernetes 中的含义。

创建 Pod

以下是 Pod 的示例清单：

admin/resource/quota-mem-cpu-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: quota-mem-cpu-demo
spec:
  containers:
  - name: quota-mem-cpu-demo-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "800Mi"
        cpu: "800m"
      requests:
        memory: "600Mi"
        cpu: "400m"

创建 Pod：

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

确认 Pod 正在运行，并且其容器处于健康状态：

kubectl get pod quota-mem-cpu-demo --namespace=quota-mem-cpu-example

再查看 ResourceQuota 的详情：

kubectl get resourcequota mem-cpu-demo --namespace=quota-mem-cpu-example --output=yaml

输出结果显示了配额以及有多少配额已经被使用。你可以看到 Pod 的内存和 CPU 请求值及限制值没有超过配额。

status:
  hard:
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
  used:
    limits.cpu: 800m
    limits.memory: 800Mi
    requests.cpu: 400m
    requests.memory: 600Mi

如果有 jq 工具的话，你可以通过（使用 JSONPath）直接查询 used 字段的值，并且输出整齐的 JSON 格式。

kubectl get resourcequota mem-cpu-demo --namespace=quota-mem-cpu-example -o jsonpath='{ .status.used }' | jq .

尝试创建第二个 Pod

以下为第二个 Pod 的清单：

admin/resource/quota-mem-cpu-pod-2.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: quota-mem-cpu-demo-2
spec:
  containers:
  - name: quota-mem-cpu-demo-2-ctr
    image: redis
    resources:
      limits:
        memory: "1Gi"
        cpu: "800m"
      requests:
        memory: "700Mi"
        cpu: "400m"

在清单中，你可以看到 Pod 的内存请求为 700 MiB。请注意新的内存请求与已经使用的内存请求之和超过了内存请求的配额：600 MiB + 700 MiB > 1 GiB。

尝试创建 Pod：

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

第二个 Pod 不能被创建成功。输出结果显示创建第二个 Pod 会导致内存请求总量超过内存请求配额。

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/quota-mem-cpu-pod-2.yaml":
pods "quota-mem-cpu-demo-2" is forbidden: exceeded quota: mem-cpu-demo,
requested: requests.memory=700Mi,used: requests.memory=600Mi, limited: requests.memory=1Gi

讨论

如你在本练习中所见，你可以用 ResourceQuota 限制命名空间中所有 Pod 的内存请求总量。同样你也可以限制内存限制总量、CPU 请求总量、CPU 限制总量。

除了可以管理命名空间资源使用的总和，如果你想限制单个 Pod，或者限制这些 Pod 中的容器资源，可以使用 LimitRange 实现这类的功能。

说明：

使用就地调整 Pod 大小时，资源配额限制将应用于调整后的值。如果调整大小会导致命名空间超出其配额限制，则调整操作将被拒绝，Pod 的资源将保持不变。

清理

删除你的命名空间：

kubectl delete namespace quota-mem-cpu-example

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

6 - 配置命名空间下 Pod 配额

限制在命名空间中创建的 Pod 数量。

本文主要介绍如何在命名空间中设置可运行 Pod 总数的配额。你可以通过使用ResourceQuota 对象来配置配额。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。建议运行本教程的集群至少有两个节点，且这两个节点不能作为控制平面主机。如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

在你的集群里你必须要有创建命名空间的权限。

创建一个命名空间

首先创建一个命名空间，这样可以将本次操作中创建的资源与集群其他资源隔离开来。

kubectl create namespace quota-pod-example

创建 ResourceQuota

下面是 ResourceQuota 的示例清单：

admin/resource/quota-pod.yaml

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: pod-demo
spec:
  hard:
    pods: "2"

创建 ResourceQuota：

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

查看资源配额的详细信息：

kubectl get resourcequota pod-demo --namespace=quota-pod-example --output=yaml

从输出的信息我们可以看到，该命名空间下 Pod 的配额是 2 个，目前创建的 Pod 数为 0，配额使用率为 0。

spec:
  hard:
    pods: "2"
status:
  hard:
    pods: "2"
  used:
    pods: "0"

下面是一个 Deployment 的示例清单：

admin/resource/quota-pod-deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: pod-quota-demo
spec:
  selector:
    matchLabels:
      purpose: quota-demo
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        purpose: quota-demo
    spec:
      containers:
      - name: pod-quota-demo
        image: nginx

在清单中，replicas: 3 告诉 Kubernetes 尝试创建三个新的 Pod，且运行相同的应用。

创建这个 Deployment：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/quota-pod-deployment.yaml --namespace=quota-pod-example

查看 Deployment 的详细信息：

kubectl get deployment pod-quota-demo --namespace=quota-pod-example --output=yaml

从输出的信息显示，即使 Deployment 指定了三个副本，也只有两个 Pod 被创建，原因是之前已经定义了配额：

spec:
  ...
  replicas: 3
...
status:
  availableReplicas: 2
...
lastUpdateTime: 2021-04-02T20:57:05Z
    message: 'unable to create pods: pods "pod-quota-demo-1650323038-" is forbidden:
      exceeded quota: pod-demo, requested: pods=1, used: pods=2, limited: pods=2'

资源的选择

在此任务中，你定义了一个限制 Pod 总数的 ResourceQuota，你也可以限制其他类型对象的总数。例如，你可以限制在一个命名空间中可以创建的 CronJob 的数量。

清理

删除你的命名空间：

kubectl delete namespace quota-pod-example

管理内存、CPU 和 API 资源

1 - 为命名空间配置默认的内存请求和限制

准备开始

创建命名空间

创建 LimitRange 和 Pod

声明容器的限制而不声明它的请求会怎么样？

声明容器的内存请求而不声明内存限制会怎么样？

说明：

设置默认内存限制和请求的动机

清理

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

2 - 为命名空间配置默认的 CPU 请求和限制

准备开始

创建命名空间

创建 LimitRange 和 Pod

你只声明容器的限制，而不声明请求会怎么样？

你只声明容器的请求，而不声明它的限制会怎么样？

默认 CPU 限制和请求的动机

清理

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

3 - 配置命名空间的最小和最大内存约束

准备开始

创建命名空间

创建 LimitRange 和 Pod

尝试创建一个超过最大内存限制的 Pod

尝试创建一个不满足最小内存请求的 Pod

创建一个没有声明内存请求和限制的 Pod

强制执行内存最小和最大限制

说明：

设置内存最小和最大限制的动因

清理

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

4 - 为命名空间配置 CPU 最小和最大约束

准备开始

创建命名空间

创建 LimitRange 和 Pod

说明：

删除 Pod

尝试创建一个超过最大 CPU 限制的 Pod

尝试创建一个不满足最小 CPU 请求的 Pod

创建一个没有声明 CPU 请求和 CPU 限制的 Pod

CPU 最小和最大限制的强制执行

说明：

最小和最大 CPU 限制范围的动机

清理

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

5 - 为命名空间配置内存和 CPU 配额

准备开始

创建命名空间

创建 ResourceQuota

创建 Pod

尝试创建第二个 Pod

讨论

说明：

清理

接下来

集群管理员参考

应用开发者参考

6 - 配置命名空间下 Pod 配额

准备开始

创建一个命名空间

创建 ResourceQuota

资源的选择

清理

接下来

集群管理人员参考

应用开发人员参考