为 Pod 和容器管理资源

扩展资源（Extended Resources）

扩展资源是 kubernetes.io 域名之外的标准资源名称。 它们使得集群管理员能够颁布非 Kubernetes 内置资源，而用户可以使用他们。

使用扩展资源需要两个步骤。首先，集群管理员必须颁布扩展资源。 其次，用户必须在 Pod 中请求扩展资源。

管理扩展资源

节点级扩展资源

节点级扩展资源绑定到节点。

设备插件管理的资源

有关如何颁布在各节点上由设备插件所管理的资源， 请参阅设备插件。

其他资源

为了颁布新的节点级扩展资源，集群操作员可以向 API 服务器提交 PATCH HTTP 请求， 以在集群中节点的 status.capacity 中为其配置可用数量。 完成此操作后，节点的 status.capacity 字段中将包含新资源。 kubelet 会异步地对 status.allocatable 字段执行自动更新操作，使之包含新资源。

由于调度器在评估 Pod 是否适合在某节点上执行时会使用节点的 status.allocatable 值， 调度器只会考虑异步更新之后的新值。 在更新节点容量使之包含新资源之后和请求该资源的第一个 Pod 被调度到该节点之间， 可能会有短暂的延迟。

示例：

这是一个示例，显示了如何使用 curl 构造 HTTP 请求，公告主节点为 k8s-master 的节点 k8s-node-1 上存在五个 example.com/foo 资源。

curl --header "Content-Type: application/json-patch+json" \
--request PATCH \
--data '[{"op": "add", "path": "/status/capacity/example.com~1foo", "value": "5"}]' \
http://k8s-master:8080/api/v1/nodes/k8s-node-1/status

集群层面的扩展资源

集群层面的扩展资源并不绑定到具体节点。 它们通常由调度器扩展程序（Scheduler Extenders）管理，这些程序处理资源消耗和资源配额。

你可以在调度器配置 中指定由调度器扩展程序处理的扩展资源。

示例：

下面的调度器策略配置标明集群层扩展资源 "example.com/foo" 由调度器扩展程序处理。

• 仅当 Pod 请求 "example.com/foo" 时，调度器才会将 Pod 发送到调度器扩展程序。
• ignoredByScheduler 字段指定调度器不要在其 PodFitsResources 断言中检查 "example.com/foo" 资源。

{
  "kind": "Policy",
  "apiVersion": "v1",
  "extenders": [
    {
      "urlPrefix": "<extender-endpoint>",
      "bindVerb": "bind",
      "managedResources": [
        {
          "name": "example.com/foo",
          "ignoredByScheduler": true
        }
      ]
    }
  ]
}

使用扩展资源

就像 CPU 和内存一样，用户可以在 Pod 的规约中使用扩展资源。 调度器负责资源的核算，确保同时分配给 Pod 的资源总量不会超过可用数量。

API 服务器将扩展资源的数量限制为整数。 有效 数量的示例是 3、3000m 和 3Ki。 无效 数量的示例是 0.5 和 1500m（因为 1500m 结果等同于 1.5）。

要在 Pod 中使用扩展资源，请在容器规约的 spec.containers[].resources.limits 映射中包含资源名称作为键。

仅当所有资源请求（包括 CPU、内存和任何扩展资源）都被满足时，Pod 才能被调度。 在资源请求无法满足时，Pod 会保持在 PENDING 状态。

示例：

下面的 Pod 请求 2 个 CPU 和 1 个 "example.com/foo"（扩展资源）。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
  - name: my-container
    image: myimage
    resources:
      requests:
        cpu: 2
        example.com/foo: 1
      limits:
        example.com/foo: 1

PID 限制

进程 ID（PID）限制允许对 kubelet 进行配置，以限制给定 Pod 可以消耗的 PID 数量。 有关信息，请参见 PID 限制。

疑难解答

我的 Pod 处于悬决状态且事件信息显示 FailedScheduling

如果调度器找不到该 Pod 可以匹配的任何节点，则该 Pod 将保持未被调度状态， 直到找到一个可以被调度到的位置。每当调度器找不到 Pod 可以调度的地方时， 会产生一个 Event。 你可以使用 kubectl 来查看 Pod 的事件；例如：

kubectl describe pod frontend | grep -A 9999999999 Events

Events:
  Type     Reason            Age   From               Message
  ----     ------            ----  ----               -------
  Warning  FailedScheduling  23s   default-scheduler  0/42 nodes available: insufficient cpu

在上述示例中，由于节点上的 CPU 资源不足，名为 “frontend” 的 Pod 无法被调度。 由于内存不足（PodExceedsFreeMemory）而导致失败时，也有类似的错误消息。 一般来说，如果 Pod 处于悬决状态且有这种类型的消息时，你可以尝试如下几件事情：

• 向集群添加更多节点。
• 终止不需要的 Pod，为悬决的 Pod 腾出空间。
• 检查 Pod 所需的资源是否超出所有节点的资源容量。例如，如果所有节点的容量都是 cpu：1， 那么一个请求为 cpu: 1.1 的 Pod 永远不会被调度。
• 检查节点上的污点设置。如果集群中节点上存在污点，而新的 Pod 不能容忍污点， 调度器只会考虑将 Pod 调度到不带有该污点的节点上。

你可以使用 kubectl describe nodes 命令检查节点容量和已分配的资源数量。例如：

kubectl describe nodes e2e-test-node-pool-4lw4

Name:            e2e-test-node-pool-4lw4
[ ... 这里忽略了若干行以便阅读 ...]
Capacity:
 cpu:                               2
 memory:                            7679792Ki
 pods:                              110
Allocatable:
 cpu:                               1800m
 memory:                            7474992Ki
 pods:                              110
[ ... 这里忽略了若干行以便阅读 ...]
Non-terminated Pods:        (5 in total)
  Namespace    Name                                  CPU Requests  CPU Limits  Memory Requests  Memory Limits
  ---------    ----                                  ------------  ----------  ---------------  -------------
  kube-system  fluentd-gcp-v1.38-28bv1               100m (5%)     0 (0%)      200Mi (2%)       200Mi (2%)
  kube-system  kube-dns-3297075139-61lj3             260m (13%)    0 (0%)      100Mi (1%)       170Mi (2%)
  kube-system  kube-proxy-e2e-test-...               100m (5%)     0 (0%)      0 (0%)           0 (0%)
  kube-system  monitoring-influxdb-grafana-v4-z1m12  200m (10%)    200m (10%)  600Mi (8%)       600Mi (8%)
  kube-system  node-problem-detector-v0.1-fj7m3      20m (1%)      200m (10%)  20Mi (0%)        100Mi (1%)
Allocated resources:
  (Total limits may be over 100 percent, i.e., overcommitted.)
  CPU Requests    CPU Limits    Memory Requests    Memory Limits
  ------------    ----------    ---------------    -------------
  680m (34%)      400m (20%)    920Mi (11%)        1070Mi (13%)

在上面的输出中，你可以看到如果 Pod 请求超过 1.120 CPU 或者 6.23Gi 内存，节点将无法满足。

通过查看 "Pods" 部分，你将看到哪些 Pod 占用了节点上的资源。

Pods 可用的资源量低于节点的资源总量，因为系统守护进程也会使用一部分可用资源。 在 Kubernetes API 中，每个 Node 都有一个 .status.allocatable 字段 （详情参见 NodeStatus）。

字段 .status.allocatable 描述节点上可以用于 Pod 的资源总量（例如：15 个虚拟 CPU、7538 MiB 内存）。关于 Kubernetes 中节点可分配资源的信息， 可参阅为系统守护进程预留计算资源。

你可以配置资源配额功能特性以限制每个名字空间可以使用的资源总量。 当某名字空间中存在 ResourceQuota 时，Kubernetes 会在该名字空间中的对象强制实施配额。 例如，如果你为不同的团队分配名字空间，你可以为这些名字空间添加 ResourceQuota。 设置资源配额有助于防止一个团队占用太多资源，以至于这种占用会影响其他团队。

你还需要考虑为这些名字空间设置授权访问： 为名字空间提供全部的写权限时，具有合适权限的人可能删除所有资源， 包括所配置的 ResourceQuota。

我的容器被终止了

你的容器可能因为资源紧张而被终止。要查看容器是否因为遇到资源限制而被杀死， 请针对相关的 Pod 执行 kubectl describe pod：

kubectl describe pod simmemleak-hra99

输出类似于：

Name:                           simmemleak-hra99
Namespace:                      default
Image(s):                       saadali/simmemleak
Node:                           kubernetes-node-tf0f/10.240.216.66
Labels:                         name=simmemleak
Status:                         Running
Reason:
Message:
IP:                             10.244.2.75
Containers:
  simmemleak:
    Image:  saadali/simmemleak:latest
    Limits:
      cpu:          100m
      memory:       50Mi
    State:          Running
      Started:      Tue, 07 Jul 2019 12:54:41 -0700
    Last State:     Terminated
      Reason:       OOMKilled
      Exit Code:    137
      Started:      Fri, 07 Jul 2019 12:54:30 -0700
      Finished:     Fri, 07 Jul 2019 12:54:33 -0700
    Ready:          False
    Restart Count:  5
Conditions:
  Type      Status
  Ready     False
Events:
  Type    Reason     Age   From               Message
  ----    ------     ----  ----               -------
  Normal  Scheduled  42s   default-scheduler  Successfully assigned simmemleak-hra99 to kubernetes-node-tf0f
  Normal  Pulled     41s   kubelet            Container image "saadali/simmemleak:latest" already present on machine
  Normal  Created    41s   kubelet            Created container simmemleak
  Normal  Started    40s   kubelet            Started container simmemleak
  Normal  Killing    32s   kubelet            Killing container with id ead3fb35-5cf5-44ed-9ae1-488115be66c6: Need to kill Pod

在上面的例子中，Restart Count: 5 意味着 Pod 中的 simmemleak 容器被终止并且（到目前为止）重启了五次。 原因 OOMKilled 显示容器尝试使用超出其限制的内存量。

你接下来要做的或许是检查应用代码，看看是否存在内存泄露。 如果你发现应用的行为与你所预期的相同，则可以考虑为该容器设置一个更高的内存限制 （也可能需要设置请求值）。

接下来

• 获取分配内存资源给容器和 Pod 的实践经验
• 获取分配 CPU 资源给容器和 Pod 的实践经验
• 阅读 API 参考如何定义容器 及其资源请求。
• 阅读 XFS 中项目配额的文档
• 进一步阅读 kube-scheduler 配置参考（v1）
• 进一步阅读 Pod 的服务质量等级