k8s 资源限制管理

在 k8s 中，资源限制是保证集群稳定性和高效运行的关键。资源限制不仅帮助管理节点资源的分配，还能有效地控制不同容器、Pod 和命名空间的资源使用。本文将介绍三种常用的资源限制方式：容器资源限制（Resources）、资源配额（ResourceQuota）和限制范围（LimitRange）。

1. 容器的期望资源和资源上限（Resources）

k8s 允许为每个容器配置期望的资源和资源上限，这些配置通过 requests 和 limits 来实现。

• requests：表示容器调度时期望的资源量。调度时，Kubernetes 会根据 requests 的资源需求将容器调度到合适的节点。
• limits：表示容器能够使用的最大资源量。容器不能超过这个限制，否则可能会被杀死并重新调度。

资源清单配置

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: stress-resources
spec:
  containers:
  - image: harbor.oldboyedu.com/oldboyedu-troubleshooting/stress:v0.1
    name: stress
    stdin: true
    imagePullPolicy: Always
    resources:
      requests:
        cpu: 200m   # 期望使用 CPU 0.2 核
        memory: 300Mi   # 期望使用内存 300Mi
      limits:
        cpu: 0.5   # 最大使用 CPU 0.5 核
        memory: 500Mi   # 最大使用内存 500Mi

说明：

• requests.cpu 表示容器期望使用 0.2 核 CPU。
• limits.cpu 表示容器的最大 CPU 使用为 0.5 核。
• requests.memory 和 limits.memory 分别表示容器期望使用和最大可用的内存。

2. ResourceQuota（资源配额）

ResourceQuota 用于在命名空间级别限制资源的使用量，可以限制 CPU、内存、存储资源的总量以及特定资源的对象数量（如 Pod、Deployment 和 Service）。

计算资源限制（CPU 和 Memory）

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: compute-resources
  namespace: kube-public
spec:
  hard:
    requests.cpu: "1"   # 限制总 CPU 请求为 1 核
    limits.cpu: "2"   # 限制总 CPU 使用为 2 核
    requests.memory: 2Gi   # 限制总内存请求为 2Gi
    limits.memory: 3Gi   # 限制总内存使用为 3Gi

对象数量限制（Pod、Deployment、Service）

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: object-counts
  namespace: kube-public
spec:
  hard:
    pods: "10"   # 限制 Pod 数量为 10
    count/deployments.apps: "3"   # 限制 Deployments 数量为 3
    count/services: "3"   # 限制 Services 数量为 3

说明：

• requests.cpu 和 limits.cpu 限制命名空间内所有 Pod 总共使用的 CPU 资源。
• pods 限制命名空间内最多可以有 10 个 Pod。

3. LimitRange（限制范围）

LimitRange 用于限制单个 Pod 容器的资源请求和限制的最小值、最大值和默认值，确保容器的资源不会过度申请，避免对节点资源的过度消耗。

限制容器的最大值和最小值

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: cpu-memory-min-max
  namespace: kube-public
spec:
  limits:
  - max:
      cpu: 2   # 限制容器最大使用 CPU 2 核
      memory: 4Gi   # 限制容器最大使用内存 4Gi
    min:
      cpu: 200m   # 限制容器最小使用 CPU 200m（即 0.2 核）
      memory: 100Mi   # 限制容器最小使用内存 100Mi
    type: Container   # 限制类型为容器

设置默认资源请求和限制

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: cpu-memory-min-max-default
  namespace: kube-public
spec:
  limits:
  - max:
      cpu: 2   # 限制容器最大使用 CPU 2 核
      memory: 4Gi   # 限制容器最大使用内存 4Gi
    min:
      cpu: 200m   # 限制容器最小使用 CPU 200m（即 0.2 核）
      memory: 100Mi   # 限制容器最小使用内存 100Mi
    type: Container   # 限制类型为容器
    defaultRequest:
      cpu: 200m   # 设置默认请求 CPU 为 200m
      memory: 500Mi   # 设置默认请求内存为 500Mi
    default:
      cpu: 1   # 设置默认限制 CPU 为 1 核
      memory: 2Gi   # 设置默认限制内存为 2Gi

说明：

• max 和 min 分别设置了容器的最大和最小资源限制。
• defaultRequest 和 default 设置了默认的请求和限制值。

资源管理方式对比