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,同时你必须配置 kubectl 命令行工具与你的集群通信。 建议在至少有两个不作为控制平面主机的节点的集群上运行本教程。 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:

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。

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。

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。

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。

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。

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