Kubernetes 命名空间 CPU 资源约束配置指南

Kubernetes 命名空间 CPU 资源约束配置指南

website Kubernetes website and documentation repo: 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/webs/website

概述

在 Kubernetes 集群管理中，合理控制资源分配是确保集群稳定运行的关键。本文将详细介绍如何为命名空间配置 CPU 资源的最小和最大约束，帮助管理员有效管理集群资源。

核心概念

LimitRange 对象

LimitRange 是 Kubernetes 中用于限制命名空间内资源分配的重要策略对象。通过定义 LimitRange，我们可以：

1. 为命名空间中的容器设置 CPU 和内存资源的默认值
2. 定义资源使用的上限和下限
3. 确保所有新建 Pod 都符合预设的资源约束

CPU 资源单位

在 Kubernetes 中，CPU 资源的计量单位是：

• 1 CPU = 1000 millicpu (m)
• 例如：500m 表示 0.5 个 CPU

实践步骤

1. 创建测试命名空间

首先创建一个隔离的命名空间用于测试：

kubectl create namespace constraints-cpu-example

2. 定义 CPU 约束

创建包含以下内容的 LimitRange 定义文件：

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: cpu-min-max-demo-lr
spec:
  limits:
  - max:
      cpu: "800m"
    min:
      cpu: "200m"
    type: Container

这个配置将：

• 设置容器 CPU 请求的最小值为 200m
• 设置容器 CPU 限制的最大值为 800m

应用配置：

kubectl apply -f cpu-constraints.yaml --namespace=constraints-cpu-example

3. 验证约束效果

创建符合约束的 Pod：

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"

这个 Pod 将被成功创建，因为它满足 200m-800m 的约束范围。

4. 测试约束边界

尝试创建超出限制的 Pod：

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"

这个 Pod 创建会失败，因为 1.5 CPU (1500m) 超过了最大限制 800m。

实际应用场景

生产环境资源保障

在共享集群中，可以为关键生产命名空间设置较高的 CPU 上限，同时为开发测试命名空间设置较低上限，确保生产工作负载获得足够资源。

资源配额管理

结合 ResourceQuota 使用，可以实现：

1. 命名空间级别的总资源配额
2. 单个容器的资源限制
3. 服务质量等级控制

注意事项

1. LimitRange 只影响新创建的 Pod，对已有 Pod 无效
2. 节点必须有足够资源满足约束条件
3. 默认值会在容器未指定资源时自动应用
4. 更新 LimitRange 不会影响已存在的 Pod

清理资源

完成测试后，删除命名空间及其所有资源：

kubectl delete namespace constraints-cpu-example

总结

通过合理配置命名空间的 CPU 资源约束，Kubernetes 管理员可以：

• 防止资源过度使用
• 确保关键应用获得足够资源
• 实现多租户环境下的资源隔离
• 提高集群资源利用率

掌握 LimitRange 的使用是 Kubernetes 资源管理的基础技能，建议在实际环境中结合监控和自动伸缩功能，构建完整的资源管理体系。

website Kubernetes website and documentation repo: 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/webs/website