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Configure Minimum and Maximum CPU Constraints for a Namespace

本章介绍命名空间中可以被容器和Pod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,它就不能在命名空间中创建。

Before you begin

You need to have a Kubernetes cluster, and the kubectl command-line tool must be configured to communicate with your cluster. If you do not already have a cluster, you can create one by using Minikube, or you can use one of these Kubernetes playgrounds:

To check the version, enter kubectl version.

你的集群中每个节点至少要有1个CPU。

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

这里给出了 LimitRange 的配置文件:

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 create -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

现在不管什么时候在 constraints-cpu-example 命名空间中创建容器,Kubernetes 都会执行下面这些步骤:

Note: 当创建 LimitRange 对象时,你也可以声明 huge-page 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。

这里给出了包含一个容器的 Pod 的配置文件。该容器声明了500 millicpu的 CPU 请求和800 millicpu的 CPU 限制。这些参数满足了 LimitRange 对象规定的 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 create -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-constraints-pod.yaml --namespace=constraints-cpu-example

确认一下 Pod 中的容器在运行:

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

输出结果表明容器的 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 的配置文件。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 create -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,因为容器声明的 CPU 限制太大了:

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

这里给出了包含一个容器的 Pod 的配置文件。该容器声明了100 millicpu的 CPU 请求和800 millicpu的 CPU 限制。

admin/resource/cpu-constraints-pod-3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo-4
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-4-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        cpu: "800m"
      requests:
        cpu: "100m"

尝试创建 Pod:

kubectl create -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,因为容器声明的 CPU 请求太小了:

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/cpu-constraints-pod-3.yaml":
pods "constraints-cpu-demo-4" 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

这里给出了包含一个容器的Pod的配置文件。该容器没有声明CPU请求和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 create -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 的容器有个800 millicpu的 CPU 请求和800 millicpu的 CPU 限制。容器时怎样得到那些值的呢?

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

因为你的容器没有声明自己的 CPU 请求和限制,LimitRange 给它指定了默认的CPU请求和限制

此时,你的容器可能运行也可能没有运行。回想一下,本任务的先决条件是你的节点要有1 个 CPU。如果你的每个节点仅有1个 CPU,那么可能没有任何一个节点可以满足800 millicpu的 CPU 请求。如果你在用的节点恰好有两个 CPU,那么你才可能有足够的 CPU来满足800 millicpu的请求。

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。

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:

环境清理

删除你的命名空间:

kubectl delete namespace constraints-cpu-example

title: 为命名空间配置CPU最小和最大限制 content_template: templates/task

weight: 40

What's next

集群管理员参考:

应用开发者参考:

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