Kubernetes 为 Namespace 设置最小和最大内存限制

本文展示了如何为 namespace 中运行的容器设置内存的最小和最大值。您可以设置 LimitRange 对象中内存的最小和最大值。如果 Pod 没有符合 LimitRange 施加的限制，那么它就不能在 namespace 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.

集群中的每个节点至少需要 1 GiB 内存。

创建一个 namespace

请创建一个 namespace，这样您在本练习中创建的资源就可以和集群中其余资源相互隔离。

kubectl create namespace constraints-mem-example

创建一个 LimitRange 和一个 Pod

这是 LimitRange 的配置文件：

memory-constraints.yaml  
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 create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints.yaml --namespace=constraints-mem-example

查看 LimitRange 的详细信息：

kubectl get limitrange cpu-min-max-demo --namespace=constraints-mem-example --output=yaml

输出显示了符合预期的最小和最大内存限制。但请注意，即使您没有在配置文件中为 LimitRange 指定默认值，它们也会被自动创建。

  limits:
  - default:
      memory: 1Gi
    defaultRequest:
      memory: 1Gi
    max:
      memory: 1Gi
    min:
      memory: 500Mi
    type: Container

现在，每当在 constraints-mem-example namespace 中创建一个容器时，Kubernetes 都会执行下列步骤：

  • 如果容器没有指定自己的内存请求（request）和限制（limit），系统将会为其分配默认值。
  • 验证容器的内存请求大于等于 500 MiB。
  • 验证容器的内存限制小于等于 1 GiB。

这是一份包含一个容器的 Pod 的配置文件。这个容器的配置清单指定了 600 MiB 的内存请求和 800 MiB 的内存限制。这些配置符合 LimitRange 施加的最小和最大内存限制。

memory-constraints-pod.yaml  
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 create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod.yaml --namespace=constraints-mem-example

验证 Pod 的容器是否运行正常：

kubectl get pod constraints-mem-demo --namespace=constraints-mem-example

查看关于 Pod 的详细信息：

kubectl get pod constraints-mem-demo --output=yaml --namespace=constraints-mem-example

输出显示了容器的内存请求为 600 MiB，内存限制为 800 MiB。这符合 LimitRange 施加的限制。

resources:
  limits:
     memory: 800Mi
  requests:
    memory: 600Mi

删除 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

这是一份包含一个容器的 Pod 的配置文件。这个容器的配置清单指定了 800 MiB 的内存请求和 1.5 GiB 的内存限制。

memory-constraints-pod-2.yaml  
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 create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-2.yaml --namespace=constraints-mem-example

输出显示 Pod 没有能够成功创建，因为容器指定的内存限制值太大：

Error from server (Forbidden): error when creating "docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-2.yaml":
pods "constraints-mem-demo-2" is forbidden: maximum memory usage per Container is 1Gi, but limit is 1536Mi.

尝试创建一个不符合最小内存请求的 Pod

这是一份包含一个容器的 Pod 的配置文件。这个容器的配置清单指定了 200 MiB 的内存请求和 800 MiB 的内存限制。

memory-constraints-pod-3.yaml  
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 create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-3.yaml --namespace=constraints-mem-example

输出显示 Pod 没有能够成功创建，因为容器指定的内存请求值太小：

Error from server (Forbidden): error when creating "docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-3.yaml":
pods "constraints-mem-demo-3" is forbidden: minimum memory usage per Container is 500Mi, but request is 100Mi.

创建一个没有指定任何内存请求和限制的 Pod

这是一份包含一个容器的 Pod 的配置文件。这个容器没有指定内存请求，也没有指定内存限制。

memory-constraints-pod-4.yaml  
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-mem-demo-4
spec:
  containers:
  - name: constraints-mem-demo-4-ctr
    image: nginx

创建 Pod：

kubectl create -f https://k8s.io/docs/tasks/administer-cluster/memory-constraints-pod-4.yaml --namespace=constraints-mem-example

查看关于 Pod 的细节信息：

kubectl get pod constraints-mem-demo-4 --namespace=constraints-mem-example --output=yaml

输出显示 Pod 的容器具有 1 GiB 的内存请求和 1 GiB 的内存限制。容器是如何获取这些值的呢？

resources:
  limits:
    memory: 1Gi
  requests:
    memory: 1Gi

因为您的容器没有指定自己的内存请求和限制，它将从 LimitRange 获取 默认的内存请求和限制值。

到目前为止，您的容器可能在运行，也可能没有运行。回想起来，有一个先决条件就是节点必须拥有至少 1 GiB 内存。如果每个节点都只有 1 GiB 内存，那么任何一个节点上都没有足够的内存来容纳 1 GiB 的内存请求。如果碰巧使用的节点拥有 2 GiB 内存，那么它可能会有足够的内存来容纳 1 GiB 的内存请求。

删除 Pod：

kubectl delete pod constraints-mem-demo-4 --namespace=constraints-mem-example

应用最小和最大内存限制

LimitRange 在 namespace 中施加的最小和最大内存限制只有在创建和更新 Pod 时才会被应用。改变 LimitRange 不会对之前创建的 Pod 造成影响。

最小和最大内存限制的动因

作为一个集群管理员，您可能希望为 Pod 能够使用的内存数量施加限制。例如：

  • 集群中每个节点拥有 2 GB 内存。您不希望任何 Pod 请求超过 2 GB 的内存，因为集群中没有节点能支持这个请求。
  • 集群被生产部门和开发部门共享。 您希望生产负载最多使用 8 GB 的内存而将开发负载限制为 512 MB。这种情况下，您可以为生产环境和开发环境创建单独的 namespace，并对每个 namespace 应用内存限制。

清理

删除 namespace：

kubectl delete namespace constraints-mem-example

What’s next

对于集群管理员

对于应用开发者

译者：xiaosuiba / 原文链接