学习 Kubernetes 基础知识

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Assign CPU Resources to Containers and Pods

此页面显示如何将 CPU request 和 CPU limit 分配给一个容器。容器使用的 CPU 不能超过配额限制。 如果系统有空闲的 CPU 时间，则可以保证根据请求给容器分配尽可能多的 CPU 资源。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时你的 Kubernetes 集群必须带有 kubectl 命令行工具。 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任意一个 Kubernetes 工具构建：

要获知版本信息，请输入 kubectl version.

集群中的每个节点必须至少具有 1 个 CPU。

此页面上的一些步骤要求您在集群中运行metrics-server 服务。如果您的集群中已经有正在运行的 metrics-server 服务，那么您可以跳过这些步骤。

如果您正在运行MinikubeMinikube 是用来在本地运行 Kubernetes 的一种工具。 ，请运行以下命令启用 metrics-server：

minikube addons enable metrics-server

查看是 metrics-server（或者其他资源度量 API 服务提供者，metrics.k8s.io ）是否正在运行，请键入以下命令：

kubectl get  API services

如果资源指标 API 可用，则会输出将包含一个参考信息 metrics.k8s.io。

NAME
v1beta1.metrics.k8s.io

创建一个命名空间

创建一个命名空间 命名空间命名空间是 Kubernetes 为了在同一物理集群上支持多个虚拟集群而使用的一种抽象。 ，以便在本练习中创建的资源与集群的其余部分资源隔离。

kubectl create namespace CPU -example

指定一个 CPU 请求和 CPU 限制

要为容器指定 CPU 请求，请包含 resources：requests 字段 在容器资源清单中。要指定 CPU 限制，请包含 resources：limits。

在本练习中，您将创建一个具有一个容器的 Pod。容器将会请求 0.5 个 CPU，而且最多限制使用 1 个 CPU。 这是 Pod 的配置文件：

pods/resource/cpu-request-limit.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cpu-demo
  namespace: cpu-example
spec:
  containers:
  - name: cpu-demo-ctr
    image: vish/stress
    resources:
      limits:
        cpu: "1"
      requests:
        cpu: "0.5"
    args:
    - -cpus
    - "2"

配置文件的 args 部分提供了容器启动时的参数。 -cpus “2”参数告诉容器尝试使用 2 个 CPU。

创建 Pod 命令如下：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/resource/cpu-request-limit.yaml --namespace=cpu-example

验证上述创建的 Pod 处于 Running 状态

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

查看显示关于 Pod 的详细信息

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

输出显示 Pod 中的一个容器的 CPU 请求为 500 milli CPU，并且 CPU 限制为 1 个 CPU。

resources:
  limits:
   CPU : "1"
  requests:
   CPU : 500m

使用 kubectl top 命令来获取该 Pod 的指标数据：

kubectl top pod cpu-demo --namespace=cpu-example

此示例的输出，显示 Pod 使用的是974 milliCPU，即仅略低于 Pod 配置中指定的 1 个 CPU 的限制。

NAME                       CPU (cores)   MEMORY(bytes)
 CPU -demo                    974m         <something>

回想一下，通过设置 - CPU "2"，您将容器配置为尝试使用 2 个 CPU，但是只允许容器使用大约 1 个 CPU。容器的 CPU 使用量受到限制，因为该容器正尝试使用超出其限制的 CPU 资源。

注意： CPU 使用率低于1.0的另一种可能的解释是，节点可能没有足够的 CPU 资源可用。回想一下，此练习的先决条件需要 您的节点至少具有 1 个 CPU。如果您的容器在只有 1 个 CPU 的节点上运行，则容器无论为容器指定的 CPU 限制如何，都不能使用超过 1 个 CPU。

CPU 单元

CPU 资源以 CPU 单位度量。Kubernetes中的一个 CPU 等同于：

  • 1 个 AWS vCPU
  • 1 个 GCP核心
  • 1 个 Azure vCore
  • 1 个具有超线程功能的裸机英特尔处理器上的超线程

允许使用小数值。要求 0.5 CPU 的容器保证一半 CPU 作为请求 1 个 CPU 的容器。 您可以使用后缀 m 表示毫。例如 100m CPU，100 milliCPU 和 0.1 CPU 都相同。 精度不能超过 1m。

始终要求 CPU 是绝对数量，而不是相对数量。0.1 在单核，双核或 48 核计算机上的 CPU 数量值是一样的。

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

对您的节点而言，设置一个 CPU 过大的请求

CPU 请求和限制与容器相关联，但是我们可以考虑一下 CPU 对应 Pod 的请求和限制这样的场景：Pod 对 CPU 使用量的请求等于 Pod 中所有容器的请求数量。 同样，CPU 对 Pod 请求资源的限制等于 Pod 中所有容器的请求的 CPU 资源限制数。

Pod 调度基于请求。仅在以下情况下，Pod 将会在节点上运行：节点具有足够的 CPU 资源可用于满足 Pod CPU 请求。

在本练习中，您将创建一个 Pod，该 Pod 的 CPU 请求对于集群中任何节点的容量而言都会过大。

这是 Pod 的配置文件，Pod 中有一个容器。容器请求 100 个 CPU，这可能会超出集群中任何节点的容量。

pods/resource/cpu-request-limit-2.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cpu-demo-2
  namespace: cpu-example
spec:
  containers:
  - name: cpu-demo-ctr-2
    image: vish/stress
    resources:
      limits:
        cpu: "100"
      requests:
        cpu: "100"
    args:
    - -cpus
    - "2"

使用如下命令创建该 Pod

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/resource/cpu-request-limit-2.yaml --namespace=cpu-example

查看该 Pod 的状态

kubectl get pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example

输出显示 Pod 状态为Pending。也就是说，尚未将 Pod 调度到任何节点上运行， 并且 Pod 将无限期地处于Pending状态：

kubectl get pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example
NAME         READY     STATUS    RESTARTS   AGE
cpu-demo-2   0/1       Pending   0          7m

查看有关 Pod 的详细信息，包括事件如下：

kubectl describe pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example

输出显示由于节点上的 CPU 资源不足，无法调度容器

Events:
  Reason                        Message
  ------                        -------
  FailedScheduling      No nodes are available that match all of the following predicates:: Insufficient cpu (3).

删除您的 Pod

kubectl delete pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example

如果没有指定 CPU 限制

如果您没有为容器指定 CPU 限制，则适用以下情况之一：

  • 容器在可以使用的 CPU 资源上没有上限。容器可以使用运行该节点的所有可用 CPU 资源。

  • 容器在具有默认 CPU 限制的命名空间中运行，并且系统会自动为容器分配默认限制。集群管理员可以使用 LimitRange 指定 CPU 限制的默认值。

CPU 请求和限制的初衷

通过配置 CPU 请求和在您的容器中运行的容器的限制 集群，您可以有效利用集群上可用的 CPU 资源 节点。通过将 Pod CPU 请求保持在较低水平，可以使 Pod 成为 预定的。通过使 CPU 限制大于 CPU 请求，您可以完成两件事：

  • Pod 可能会有大量活动，它利用恰好可用的 CPU 资源。
  • Pod 在突发期间可以使用的 CPU 资源数量被限制为合理的数量。

清理

删除名称空间：

kubectl delete namespace cpu-example

title: 为容器和 Pods 分配 CPU 资源 content_template: templates/task

weight: 20

接下来

针对应用开发者

针对集群管理员

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