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资源配额

当多个用户或团队共享具有固定数目节点的集群时，人们会担心有人使用的资源超出应有的份额。

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namespace的资源消耗总量提供限制。 它可以按类型限制namespace下可以创建的对象的数量，也可以限制可被该项目以资源形式消耗的计算资源的总量。

资源配额的工作方式如下：

• 不同的团队在不同的namespace下工作。 目前这是自愿的， 但计划通过ACL (Access Control List 访问控制列表) 使其变为强制性的。
• 管理员为每个namespace创建一个或多个资源配额对象。
• 用户在namespace下创建资源 (pods、 services等)，同时配额系统会跟踪使用情况，来确保其不超过 资源配额中定义的硬性资源限额。
• 如果资源的创建或更新违反了配额约束，则请求会失败，并返回 HTTP状态码 403 FORBIDDEN ，以及说明违反配额 约束的信息。
• 如果namespace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 LimitRange 准入控制器来为没有设置计算资源需求的Pod设置默认值。 作为示例，请参考 演练 来避免这个问题。

下面是使用namespace和配额构建策略的示例：

• 在具有 32 GiB 内存 和 16 核CPU资源的集群中， 允许A团队使用 20 GiB 内存 和 10 核的CPU资源， 允许B团队使用 10GiB 内存和 4 核的CPU资源， 并且预留 2GiB 内存和 2 核的CPU资源供将来分配。
• 限制 “testing” namespace使用 1 核CPU资源和 1GiB 内存。 允许 “production” namespace使用任意数量。

在集群容量小于各namespace配额总和的情况下，可能存在资源竞争。 Kubernetes采用先到先服务的方式处理这类问题。

无论是资源竞争还是配额的变更都不会影响已经创建的资源。

启用资源配额

资源配额的支持在很多Kubernetes版本中是默认开启的。 当 apiserver 的 --admission-control= 参数中包含 ResourceQuota 时，资源配额会被启用。

当namespace中存在一个 ResourceQuota 对象时，该namespace即开始实施资源配额管理。 一个namespace中最多只应存在一个 ResourceQuota 对象

计算资源配额

用户可以对给定namespace下的 计算资源 总量进行限制。

配额机制所支持的资源类型：

存储资源配额

用户可以对给定namespace下的 存储资源 总量进行限制。

此外，还可以根据相关的存储类（Storage Class）来限制存储资源的消耗。

例如，如果一个操作人员针对 “黄金” 存储类型与 “铜” 存储类型设置配额，操作员可以 定义配额如下：

• gold.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage: 500Gi
• bronze.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage: 100Gi

对象数量配额

给定类型的对象数量可以被限制。 支持以下类型：

例如 pods 配额统计并保证单个namespace下创建 pods 的最大数量。

用户可能希望在namespace中为pod设置配额，来避免有用户创建很多小的pod，从而耗尽集群提供的pod IP地址。

配额作用域

每个配额都有一组相关的作用域（scope），配额只会对作用域内的资源生效。

当一个作用域被添加到配额中后，它会对作用域相关的资源数量作限制。 如配额中指定了允许（作用域）集合之外的资源，会导致验证错误。

BestEffort 作用域限制配额跟踪以下资源： pods

Terminating、 NotTerminating 和 NotBestEffort 限制配额跟踪以下资源：

• cpu
• limits.cpu
• limits.memory
• memory
• pods
• requests.cpu
• requests.memory

请求／约束

分配计算资源时，每个容器可以为CPU或内存指定请求和约束。 也可以设置两者中的任何一个。

如果配额中指定了 requests.cpu 或 requests.memory 的值，那么它要求每个进来的容器针对这些资源有明确的请求。 如果配额中指定了 limits.cpu 或 limits.memory的值，那么它要求每个进来的容器针对这些资源指定明确的约束。

查看和设置配额

Kubectl 支持创建、更新和查看配额：

$ kubectl create namespace myspace

$ cat <<EOF > compute-resources.yaml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: compute-resources
spec:
  hard:
    pods: "4"
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi
EOF
$ kubectl create -f ./compute-resources.yaml --namespace=myspace

$ cat <<EOF > object-counts.yaml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: object-counts
spec:
  hard:
    configmaps: "10"
    persistentvolumeclaims: "4"
    replicationcontrollers: "20"
    secrets: "10"
    services: "10"
    services.loadbalancers: "2"
EOF
$ kubectl create -f ./object-counts.yaml --namespace=myspace

$ kubectl get quota --namespace=myspace
NAME                    AGE
compute-resources       30s
object-counts           32s

$ kubectl describe quota compute-resources --namespace=myspace
Name:                  compute-resources
Namespace:             myspace
Resource               Used Hard
--------               ---- ----
limits.cpu             0    2
limits.memory          0    2Gi
pods                   0    4
requests.cpu           0    1
requests.memory        0    1Gi

$ kubectl describe quota object-counts --namespace=myspace
Name:                   object-counts
Namespace:              myspace
Resource                Used    Hard
--------                ----    ----
configmaps              0       10
persistentvolumeclaims  0       4
replicationcontrollers  0       20
secrets                 1       10
services                0       10
services.loadbalancers  0       2

配额和集群容量

配额对象是独立于集群容量的。它们通过绝对的单位来表示。 所以，为集群添加节点， 不会 自动赋予每个namespace消耗更多资源的能力。

有时可能需要更复杂的策略，比如：

• 在几个团队中按比例划分总的集群资源。
• 允许每个租户根据需要增加资源使用量，但要有足够的限制以防止意外资源耗尽。
• 在namespace中添加节点、提高配额的额外需求。

这些策略可以基于 ResourceQuota，通过编写一个检测配额使用，并根据其他信号调整各namespace下的配额硬性限制的 “控制器” 来实现。

注意：资源配额对集群资源总体进行划分，但它对节点没有限制：来自多个namespace的Pod可能在同一节点上运行。

示例

查看 如何使用资源配额的详细示例。

更多信息

查看 资源配额设计文档 了解更多信息。