Kubernetes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。本篇教程将介绍如何为命名空间配置默认的内存请求和限制。

一、准备

必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时必须配置 kubectl 命令行工具与集群通信。 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。 如果还没有集群，可以通过 Minikube 构建一个自己的集群，或者可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：

• Killercoda
• 玩转 Kubernetes

在集群里必须要有创建命名空间的权限。集群中的每个节点必须至少有 2 GiB 的内存。

二、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

三、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。

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。

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 Pod：

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

四、未声明请求

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。

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

五、未声明限制

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：

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

六、设置默认内存限制/请求动机

如果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：

1、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）。

2、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。

3、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。

七、清理

删除命名空间：

kubectl delete namespace default-mem-example