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合理设置 Request 与 Limit
如何为容器配置 Request 与 Limit? 这是一个即常见又棘手的问题,这个根据服务类型,需求与场景的不同而不同,没有固定的答案,这里结合生产经验总结了一些最佳实践,可以作为参考。
所有容器都应该设置 request
request 的值并不是指给容器实际分配的资源大小,它仅仅是给调度器看的,调度器会 "观察" 每个节点可以用于分配的资源有多少,也知道每个节点已经被分配了多少资源。被分配资源的大小就是节点上所有 Pod 中定义的容器 request 之和,它可以计算出节点剩余多少资源可以被分配(可分配资源减去已分配的 request 之和)。如果发现节点剩余可分配资源大小比当前要被调度的 Pod 的 reuqest 还小,那么就不会考虑调度到这个节点,反之,才可能调度。所以,如果不配置 request,那么调度器就不能知道节点大概被分配了多少资源出去,调度器得不到准确信息,也就无法做出合理的调度决策,很容易造成调度不合理,有些节点可能很闲,而有些节点可能很忙,甚至 NotReady。
所以,建议是给所有容器都设置 request,让调度器感知节点有多少资源被分配了,以便做出合理的调度决策,让集群节点的资源能够被合理的分配使用,避免陷入资源分配不均导致一些意外发生。
CPU request 与 limit 的一般性建议
- 如果不确定应用最佳的 CPU 限制,可以不设置 CPU limit,参考: Understanding resource limits in kubernetes: cpu time。
- 如果要设置 CPU request,大多可以设置到不大于 1 核,除非是 CPU 密集型应用。
老是忘记设置怎么办?
有时候我们会忘记给部分容器设置 request 与 limit,其实我们可以使用 LimitRange 来设置 namespace 的默认 request 与 limit 值,同时它也可以用来限制最小和最大的 request 与 limit。 示例:
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
name: mem-limit-range
namespace: test
spec:
limits:
- default:
memory: 512Mi
cpu: 500m
defaultRequest:
memory: 256Mi
cpu: 100m
type: Container
重要的线上应用该如何设置
节点资源不足时,会触发自动驱逐,将一些低优先级的 Pod 删除掉以释放资源让节点自愈。没有设置 request,limit 的 Pod 优先级最低,容易被驱逐;request 不等于 limit 的其次; request 等于 limit 的 Pod 优先级较高,不容易被驱逐。所以如果是重要的线上应用,不希望在节点故障时被驱逐导致线上业务受影响,就建议将 request 和 limit 设成一致。
怎样设置才能提高资源利用率?
如果给给你的应用设置较高的 request 值,而实际占用资源长期远小于它的 request 值,导致节点整体的资源利用率较低。当然这对时延非常敏感的业务除外,因为敏感的业务本身不期望节点利用率过高,影响网络包收发速度。所以对一些非核心,并且资源不长期占用的应用,可以适当减少 request 以提高资源利用率。
如果你的服务支持水平扩容,单副本的 request 值一般可以设置到不大于 1 核,CPU 密集型应用除外。比如 coredns,设置到 0.1 核就可以,即 100m。
尽量避免使用过大的 request 与 limit
如果你的服务使用单副本或者少量副本,给很大的 request 与 limit,让它分配到足够多的资源来支撑业务,那么某个副本故障对业务带来的影响可能就比较大,并且由于 request 较大,当集群内资源分配比较碎片化,如果这个 Pod 所在节点挂了,其它节点又没有一个有足够的剩余可分配资源能够满足这个 Pod 的 request 时,这个 Pod 就无法实现漂移,也就不能自愈,加重对业务的影响。
相反,建议尽量减小 request 与 limit,通过增加副本的方式来对你的服务支撑能力进行水平扩容,让你的系统更加灵活可靠。
避免测试 namespace 消耗过多资源影响生产业务
若生产集群有用于测试的 namespace,如果不加以限制,可能导致集群负载过高,从而影响生产业务。可以使用 ResourceQuota 来限制测试 namespace 的 request 与 limit 的总大小。 示例:
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: quota-test
namespace: test
spec:
hard:
requests.cpu: "1"
requests.memory: 1Gi
limits.cpu: "2"
limits.memory: 2Gi
FAQ
为什么 CPU 利用率远不到 limit 还会被 throttle ?
CPU 限流是因为内核使用 CFS 调度算法,对于微突发场景,在一个 CPU 调度周期内 (100ms) 所占用的时间超过了 limit 还没执行完,就会强制 "抢走" CPU 使用权(throttle),等待下一个周期再执行,但是时间拉长一点,进程使用 CPU 所占用的时间比例却很低,监控上就看不出来 CPU 有突增,但实际上又被 throttle 了。
更多详细解释参考 k8s CPU limit和throttling的迷思。