K8S名称空间和资源配额

news2024/10/7 16:19:22

Kubernetes 支持多个虚拟集群，底层依赖于同一个物理集群。这些虚拟集群被称为名称空间。名称空间namespace是k8s集群级别的资源，可以给不同的用户、租户、环境或项目创建对应的名称空间，例如，可以为test、dev、prod环境分别创建各自的命名空间。

当多个用户或团队共享具有固定节点数目的集群时，人们会担心有人使用超过其基于公平原则所分配到的资源量。资源配额是帮助管理员解决这一问题的工具。

资源配额，通过 ResourceQuota 对象来定义，对每个命名空间的资源消耗总量提供限制。它可以限制命名空间中某种类型的对象的总数目上限，也可以限制命名空间中的 Pod 可以使用的计算资源的总上限。

资源配额的工作方式如下：

不同的团队可以在不同的命名空间下工作。这可以通过 RBAC 强制执行。
集群管理员可以为每个命名空间创建一个或多个 ResourceQuota 对象。
当用户在命名空间下创建资源（如 Pod、Service 等）时，Kubernetes 的配额系统会跟踪集群的资源使用情况，以确保使用的资源用量不超过 ResourceQuota 中定义的硬性资源限额。
如果资源创建或者更新请求违反了配额约束，那么该请求会报错（HTTP 403 FORBIDDEN），并在消息中给出有可能违反的约束。
如果命名空间下的计算资源（如 cpu 和 memory）的配额被启用，则用户必须为这些资源设定请求值（request）和约束值（limit），否则配额系统将拒绝 Pod 的创建。提示: 可使用 LimitRanger 准入控制器来为没有设置计算资源需求的 Pod 设置默认值。

下面介绍下怎么给k8s集群中的名称空间做资源配额限制。

查看名称空间：

# kubectl get ns

k8s 默认有以上四个名称空间

创建一个test名称空间

# kubectl create ns test

如何对namespace资源做限额呢？

查看帮助命令：

# kubectl explain quota

参数介绍：

资源名称	描述
`limits.cpu`	所有非终止状态的 Pod，其 CPU 限额总量不能超过该值。
`limits.memory`	所有非终止状态的 Pod，其内存限额总量不能超过该值。
`requests.cpu`	所有非终止状态的 Pod，其 CPU 需求总量不能超过该值。
`requests.memory`	所有非终止状态的 Pod，其内存需求总量不能超过该值。
`hugepages-<size>`	对于所有非终止状态的 Pod，针对指定尺寸的巨页请求总数不能超过此值。
`cpu`	与 `requests.cpu` 相同。
`memory`	与 `requests.memory` 相同。

下面我们给test这个名称空间创建一个资源配额限制

# vi namespace-quota.yaml

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: mem-cpu-quota
  namespace: test
spec:
  hard:
    requests.cpu: "2"
    requests.memory: 2Gi
    limits.cpu: "4"
    limits.memory: 4Gi

说明：每个容器必须设置内存请求（memory request），内存限额（memory limit），cpu请求（cpu request）和cpu限额（cpu limit）。

所有容器的内存请求总额不得超过2GiB。

所有容器的CPU请求总额不得超过2 CPU。

所有容器的内存限额总额不得超过4 GiB。

所有容器的CPU限额总额不得超过4CPU

执行资源文件：

# kubectl apply -f namespace-quota.yaml

查看test 名称空间下的资源配额信息，验证是否执行成功：

# kubectl describe ns test

如上所示 test名称空间已经加上的配额限制信息，下面我们在test名称空间下创建POD，验证是否可以限制成功。

编辑资源文件：

# vi pod-test-quota2.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test-quota
  namespace: test
  labels:
    app: tomcat-pod
spec:
  containers:
  - name:  tomcat-test
    ports:
    - containerPort: 8080
    image: docker.io/library/tomcat:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    resources:
      requests:
        memory: "10Gi"
        cpu: "5"
      limits:
        memory: "20Gi"
        cpu: "10"

很明显，当前我们所创建的POD 配置的Resources资源，已经大于前面我们对test名称空间的限制。

执行以下，看看

# kubectl apply -f pod-test-quota2.yaml

如上，创建不成功

再次编辑资源文件：

# vi pod-test-quota2.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test-quota
  namespace: test
  labels:
    app: tomcat-pod
spec:
  containers:
  - name:  tomcat-test
    ports:
    - containerPort: 8080
    image: docker.io/library/tomcat:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    resources:
      requests:
        memory: "200Mi"
        cpu: "100m"
      limits:
        memory: "2Gi"
        cpu: "2"

再次执行资源文件：

# kubectl apply -f pod-test-quota2.yaml