什么是资源

在Kubernetes中，资源指的是可以被pod或容器“请求”,“分配”,“消费”的那些东西。例如：CPU，内存，硬盘。资源又分为可压缩资源和不可压缩资源，目前CPU是唯一支持的可压缩资源，内存和硬盘是不可压缩资源。对于CPU这种可压缩资源，如果pod中服务使用CPU超过限额，该pod不会被kill掉但会被限制，而对于内存这种不可压缩资源，如果pod中服务使用内存超过限额，该pod中容器的进程会因OOM（Out of Memory）被kernel kill掉。

资源限制

如果未做过节点nodeSelector、亲和性（node affinity）或pod亲和、反亲和性（pod affinity/anti-affinity）等Pod高级调度策略设置，我们无法指定pod部署到指定机器上，这可能会造成CPU或内存等密集型的pod同时分配到相同节点，造成资源竞争。另一方面，如果未对资源进行限制，一些关键的服务可能会因为资源竞争因OOM等原因被kill掉，或者被限制使用CPU。

CPU、内存资源

在部署pod时，可以指定每个容器的资源请求和资源限额。分别由requests和limits控制：

• requests：资源请求，表示需要多少资源。
• limits： 资源限制，表示最多可以使用多少资源。

当给一个容器指定了resource requests时，调度器可以更好地决定将pod放在哪个node上，目前容器仅支持CPU和内存资源的requests和limits。

硬盘资源

emptyDir
卷，该类型的挂载卷可以使用宿主机全部的硬盘空间，要注意的是，emptyDir类型的挂载卷生命周期持续到Pod终止，即使Pod内的容器重启或终止，只要Pod存活，该挂载卷也会一直存在。只有当Pod终止时，挂载卷的数据才会被清除。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pd
spec:
  containers:
  - image: gcr.io/google_containers/test-webserver
    name: test-container
    volumeMounts:
    - mountPath: /cache
      name: cache-volume
  volumes:
  - name: cache-volume
    emptyDir: {}

PersistentVolume
持久卷，缩写为PV，是集群中的一块存储，跟Node一样，也是集群的资源。PV跟Volume(卷)类似，不过它有独立于Pod的生命周期，该类型挂载卷是永久存在于宿主机的。

kind: PersistentVolume         
apiVersion: v1                 
metadata:
  name: task-pv-volume         
  labels:                      
    type: local                
spec:
  storageClassName: manual     
  capacity:
    storage: 10Gi              
  accessModes:                 
    - ReadWriteOnce            
  hostPath:
    path: "/tmp/data" 

上面定义了一个PersistentVolume资源，挂载宿主机的/tmp/data目录，容量为10GB，访问模式为读写，其中定义的storageClassName=manual用于将PersistentVolumeClaim的requests绑定到这个PV。 其中，accessModes可选三种访问模式：

• ReadWriteOnce：该卷能够以读写模式被加载到一个节点上。
• ReadOnlyMany：该卷能够以只读模式加载到多个节点上。
• ReadWriteMany：该卷能够以读写模式被多个节点同时加载。

PersistentVolumeClaim

持久卷申请，缩写为PVC，是用户对PV的一个请求，跟Pod类似。Pod消费Node的资源，PVC消费PV的资源。Pod 能够申请特定的资源（CPU和内存）；PVC能够申请特定的尺寸和访问模式（例如可以加载一个读写，或多个只读实例）。

kind: PersistentVolumeClaim    
apiVersion: v1                 
metadata:
  name: task-pv-claim          
spec:
  storageClassName: manual     
  accessModes:                 
    - ReadWriteOnce            
  resources:                   
    requests:
      storage: 3Gi  

在Pod中使用PVC，yaml配置文件如下：

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  name: task-pv-pod
spec:
  volumes:
    - name: task-pv-storage
      persistentVolumeClaim:
       claimName: task-pv-claim
  containers:
    - name: task-pv-container
      image: nginx
      ports:
        - containerPort: 80
          name: "http-server"
      volumeMounts:
        - mountPath: "/usr/share/nginx/html"
          name: task-pv-storage

这里创建了一个PVC类型的资源，PVC创建后，k8s的controller会去查找匹配的PV，一旦找到，则通过storageClassName与其绑定，申请PV 3GB硬盘空间，实际上就是宿主机3GB硬盘空间。

Resource Quotas

资源配额（Resource Quotas）是用来限制用户资源用量的一种机制。
它的工作原理为：

• 资源配额应用在Namespace上，并且每个Namespace最多只能有一个ResourceQuota对象
• 开启计算资源配额后，创建容器时必须配置计算资源请求或限制（也可以用LimitRange设置默认值）
• 用户超额后禁止创建新的资源

资源配额的类型：

• 计算资源，包括cpu和内存

cpu, limits.cpu, requests.cpu memory, limits.memory, requests.memory

• 存储资源，包括存储资源的总量以及指定storage class的总量

requests.storage：存储资源总量，如500Gi persistentvolumeclaims：pvc的个数

• 对象数，即可创建的对象的个数

pods, replicationcontrollers, configmaps, secrets resourcequotas, persistentvolumeclaims services, services.loadbalancers, services.nodeports

资源配额示例

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota            
metadata:
  name: resource-quotas        
spec:
  hard:                        
    pods: "4"                  
    requests.cpu: "1"          
    requests.memory: 1Gi       
    limits.cpu: "2"            
    limits.memory: 2Gi         
    persistentvolumeclaims: "10" 

该配置表示，该命名空间下
最多只能有4个pod CPU请求1核，限制2核 内存请求1GB，限制2GB 最多可以声明10个PVC

使用示例 创建myspace命名空间：

[root@docker22 kubernetes]# kubectl create namespace myspace
namespace "myspace" created 

创建myspace命名空间的资源配额对象：
[root@docker22 kubernetes]# kubectl create -f resoureQuota.yml -n myspace
resourcequota "resource-quotas" created

查看该命名空间下资源配额占用情况：

[root@docker22 kubernetes]# kubectl describe quota/resource-quotas -n myspace
Name:                   resource-quotas
Namespace:              myspace
Resource                Used  Hard
--------                ----  ----
limits.cpu              0     2
limits.memory           0     2Gi
persistentvolumeclaims  0     10
pods                    0     4
requests.cpu            0     1
requests.memory         0     1Gi

编写应用app-myspace.yaml配置，如下：

apiVersion: extensions/v1beta1 
kind: Deployment               
metadata:
  name: app-myspace         
spec:
  replicas: 3                  
  template:
    metadata:                  
      labels:                  
        app: app-myspace    
    spec:
      containers:              
      - name: app-myspace   
        image: app-myspace:k8s-test
        resources:             
          requests:
            memory: 100Mi      
            cpu: 100m          
          limits:              
            memory: 500Mi      
            cpu: 500m

创建Deployment：

[root@docker22 kubernetes]# kubectl create -f app-myspace.yml -n myspace
deployment "app-myspace" created

查看资源占用情况：

[root@docker22 kubernetes]# kubectl describe quota/resource-quotas -n myspace
Name:                   resource-quotas
Namespace:              myspace
Resource                Used    Hard
--------                ----    ----
limits.cpu              1500m   2
limits.memory           1500Mi  2Gi
persistentvolumeclaims  0       10
pods                    3       4
requests.cpu            300m    1
requests.memory         300Mi   1Gi

LimitRange

默认情况下，Kubernetes中所有容器都没有任何CPU和内存限制。LimitRange用来给Namespace增加一个默认资源限制，包括最小、最大值。

配置示例：

apiVersion: v1
kind: LimitRange               
metadata:      
  name: mylimits               
spec:                          
  limits:
  - max:
      cpu: "2"                 
      memory: 1Gi
    min:
      cpu: 200m                
      memory: 6Mi              
    type: Pod                  
  - default:
      cpu: 300m
      memory: 200Mi            
    defaultRequest:            
      cpu: 200m                
      memory: 100Mi            
    max:
      cpu: "2"
      memory: 1Gi
    min:
      cpu: 100m
      memory: 3Mi
    type: Container

该配置表示，默认情况下：

一个Pod内所有容器内存使用最小6M，最大1G；CPU使用最小200m，最大2核。 一个容器内存使用最小3M，最大1G，requests 100M，limits 200M；CPU使用最小100m，最大2核，requests 200m，limits 300m。

原文

http://bazingafeng.com/2017/12/04/the-management-of-resource-in-kubernetes/