Kubernetes 命名空间默认内存资源配置指南

Kubernetes 命名空间默认内存资源配置指南

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概述

在 Kubernetes 集群中，命名空间（Namespace）是一种将集群资源划分为多个虚拟集群的方法。本文将详细介绍如何为 Kubernetes 命名空间配置默认的内存请求（request）和限制（limit）值。当在该命名空间中创建的 Pod 没有显式指定内存资源限制时，控制平面会自动应用这些默认值。

为什么需要默认内存配置

默认内存资源配置在以下场景中特别有用：

1. 资源配额管理：当命名空间配置了内存资源配额（ResourceQuota）时，要求所有 Pod 都必须指定内存限制
2. 资源规划：确保集群节点资源得到合理分配和使用
3. 防止资源争用：避免单个 Pod 占用过多内存影响其他 Pod

前提条件

在开始配置前，请确保：

• 已部署 Kubernetes 集群
• 拥有创建命名空间的权限
• 集群每个节点至少具有 2GiB 内存

配置步骤详解

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 default-mem-example

2. 创建 LimitRange 资源

LimitRange 是 Kubernetes 中用于限制资源使用范围的策略对象。下面是一个定义默认内存请求和限制的示例：

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: mem-limit-range
spec:
  limits:
  - default:
      memory: 512Mi
    defaultRequest:
      memory: 256Mi
    type: Container

应用这个配置：

kubectl apply -f memory-defaults.yaml --namespace=default-mem-example

3. 验证默认值效果

情况1：不指定任何内存配置

创建如下 Pod，其容器未指定内存请求和限制：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-mem-demo
spec:
  containers:
  - name: default-mem-demo-ctr
    image: nginx

创建后查看 Pod 详情，可以看到控制平面自动应用了默认值：

• 内存请求：256MiB
• 内存限制：512MiB

情况2：仅指定内存限制

当 Pod 只指定内存限制时：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-mem-demo-2
spec:
  containers:
  - name: default-mem-demo-2-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "1Gi"

Kubernetes 会自动将内存请求设置为与限制相同的值（1GiB），而不会使用默认请求值。

情况3：仅指定内存请求

当 Pod 只指定内存请求时：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-mem-demo-3
spec:
  containers:
  - name: default-mem-demo-3-ctr
    image: nginx
    resources:
      requests:
        memory: "128Mi"

此时内存限制会被设置为命名空间的默认限制值（512MiB）。

重要注意事项

1. 一致性检查：LimitRange 不会验证默认值的合理性。如果设置的默认限制小于容器指定的请求值，Pod 将无法调度。

2. 资源配额配合：当命名空间配置了内存资源配额时，默认内存限制能确保所有 Pod 都符合配额要求。

3. 节点资源考虑：默认值应该根据集群节点实际内存容量合理设置。

清理资源

测试完成后，删除命名空间以释放资源：

kubectl delete namespace default-mem-example

最佳实践建议

1. 根据应用实际需求设置合理的默认值
2. 生产环境建议同时配置 CPU 默认值
3. 考虑配合 ResourceQuota 使用以实现更完善的资源管理
4. 监控实际资源使用情况并适时调整默认值

通过合理配置默认内存资源，可以简化 Pod 配置管理，确保集群资源得到有效利用，同时避免资源争用问题。

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