1 介绍

k8s 中常见的资源限制包括 内存、cpu、pv容量、pod数量等资源限制。本文主要对上述资源限制加以介绍，并通过案例对其进行相应测试。

2 资源限制用法

常见cpu和内存资源限制可以通过pod.spec.containers.resources 来配置。
cpu 单位一般使用 {数值m} 的形式来标识低于1核心的cpu，如200m为0.2核的cpu，直接定义不带单位的整数表示具体的核数；
内存一般是用 {数值Ki | Mi | Gi | Ti | Pi | Ei} 的形式表示，1024=1Ki，1 Gi = 1024Mi；

# kubectl explain pod.spec.containers.resources

2.1 内存限制

本案例限制最少内存为512M，最大内存为1G

vim mem.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: stress0131
  name: stress0131
spec:
  containers:
  - image: polinux/stress:1.0.4
    name: stress0131
    command: [sh, -c, 'sleep 1000']
    resources:
      limits:
        memory: 1Gi
      requests:
        memory: 512Mi

2.2 cpu限制

本案例限制最少0.2核心cpu，最大1核心cpu；

cpu.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: stress0131-cpu
  name: stress0131-cpu
spec:
  containers:
  - image: polinux/stress:1.0.4
    name: stress0131
    command: [sh, -c, 'sleep 1000']
    resources:
      limits:
        cpu: 1
      requests:
        memory: 200m
接入容器后，执行 stress -c 2 过一段时间通过kubectl top pod 发现pod的cpu达到1核心了，但是无法变得更高了；
再次将 limits: cpu: 2更改为2后，发现stress -c 2后， pod cpu缓慢上升到2核心了；

2.3 命名空间配额

本案例将default命名空间容器最大cpu设置为1核心，最大内存为1GB；

vim cat ns-cpu-mem.yaml 
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: cpu-min-max-demo-lr
spec:
  limits:
  - max:
      cpu: "1000m"
      memory: "1024Mi"
    type: Container

# kubectl apply -f ns-cpu-mem.yaml -n default 
测试：新建一个大于max cpu 1000m的pod，结果会创建失败
vim cpu-demo.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-ctr
    image: nginx:1.19.6
    resources:
      requests:
        cpu: "1500m"
# kubectl apply -f cpu-demo.yaml 
输出：
The Pod "constraints-cpu-demo" is invalid: spec.containers[0].resources.requests: Invalid value: "1500m": must be less than or equal to cpu limit

本案例限制 cpu-memory 命名空间最大cpu使用量为2核心，最大内存为2G；

vim quota-mem-cpu.yaml 
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: mem-cpu-demo
spec:
  hard:
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi
# kubectl apply -f quota-mem-cpu.yaml  -n cpu-memory
# kubectl get resourcequota mem-cpu-demo -n cpu-memory -o yaml
......
spec:
  hard:
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
status:
  hard:
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
  used:
    limits.cpu: "0"
    limits.memory: "0"
    requests.cpu: "0"
    requests.memory: "0"

新建pod
vim quota-mem-cpu-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: quota-mem-cpu-demo
spec:
  containers:
  - name: quota-mem-cpu-demo-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "1000Mi"
        cpu: "1000m"
      requests:
        memory: "600Mi"
        cpu: "400m"
# kubectl apply -f quota-mem-cpu-pod.yaml -n cpu-memory 
可以正常新建pod；
若此时新建 quota-mem-cpu-pod2.yaml ， requests cpu 和 内存分别为 1600m 和 1500Mi， 则会因为资源超出上限而报错，如下：
# kubectl apply -f quota-mem-cpu-pod2.yaml -n cpu-memory 
Error from server (Forbidden): error when creating "quota-mem-cpu-pod2.yaml": pods "quota-mem-cpu-demo2" is forbidden: exceeded quota: mem-cpu-demo, requested: limits.cpu=2,limits.memory=2000Mi,requests.cpu=1600m,requests.memory=1500Mi, used: limits.cpu=1,limits.memory=1000Mi,requests.cpu=400m,requests.memory=600Mi, limited: limits.cpu=2,limits.memory=2Gi,requests.cpu=1,requests.memory=1Gi

2.4 pv容量限制

待添加

3 注意事项

1. 实际项目中，可以通过设置每个命名空间的cpu、内存、pod数量来限制各个项目总资源使用量。

4 说明

1 概念->策略->限制范围
2 Concepts->Policies->Resource Quotas