路漫漫其修远兮
吾将上下而求索

k8s学习:QoS(Quality of Service)

QoS(Quality of Service),大部分译为 “服务质量等级”,又译作 “服务质量保证”,是作用在 Pod 上的一个配置,当 Kubernetes 创建一个 Pod 时,它就会给这个 Pod 分配一个 QoS 等级,可以是以下等级之一:

  • Guaranteed:Pod 里的每个容器都必须有内存/CPU 限制和请求,而且值必须相等。如果一个容器只指明limit而未设定request,则request的值等于limit值。

  • Burstable:Pod 里至少有一个容器有内存或者 CPU 请求且不满足 Guarantee 等级的要求,即内存/CPU 的值设置的不同。

  • BestEffort:容器必须没有任何内存或者 CPU 的限制或请求。

该配置不是通过一个配置项来配置的,而是通过配置 CPU/MEM的 limits 与 requests 值的大小来确认服务质量等级

下面是 Guaranteed 例子:

   spec:
      containers:
      - name: demo
        image: mritd/demo
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 80

下面是 Burstable 例子:

   spec:
      containers:
      - name: demo
        image: mritd/demo
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
          requests:
            cpu: 10m
            memory: 10Mi
        ports:
        - containerPort: 80

下面是 BestEffort 例子:

 spec:
      containers:
      - name: demo
        image: mritd/demo
        ports:
        - containerPort: 80

资源限制 Limits 和 资源需求 Requests

对于CPU:如果pod中服务使用CPU超过设置的 limits,pod不会被kill掉但会被限制。如果没有设置limits,pod可以使用全部空闲的cpu资源。

对于内存:当一个pod使用内存超过了设置的 limits,pod中 container 的进程会被 kernel 因OOM kill掉。当container因为OOM被kill掉时,系统倾向于在其原所在的机器上重启该container或其他重新创建一个pod。

下面是三个资源限制,作用域在不同点上

  • 针对 Node 节点资源预留,在 kubelet 组件中配置

# 下面配置根据实际情况调整

--system-reserved=cpu=500m,memory=1.5Gi \
--eviction-hard=memory.available<1.5Gi,nodefs.available<20Gi,imagefs.available<15Gi \
--eviction-soft=memory.available<2Gi,nodefs.available<25Gi,imagefs.available<10Gi \
--eviction-soft-grace-period=memory.available=2m,nodefs.available=2m,imagefs.available=2m \
--eviction-max-pod-grace-period=30 \
--eviction-minimum-reclaim=memory.available=200Mi,nodefs.available=5Gi,imagefs.available=5Gi
  • 针对 namespace 限制配置

apiVersion: "v1"
kind: "LimitRange"
metadata:
  name: "test-resource-limits"
  namespace: test
spec:
  limits:
    - type: "Pod"
      max:
        cpu: "2"
        memory: "2Gi"
      min:
        cpu: "30m"
        memory: "50Mi"
    - type: "Container"
      max:
        cpu: "2"
        memory: "2Gi"
      min:
        cpu: "30m"
        memory: "50Mi"
      default:
        cpu: "300m"
        memory: "600Mi"
      defaultRequest:
        cpu: "30m"
        memory: "50Mi"
      maxLimitRequestRatio:
        cpu: "30"
  • 针对 Pod 限制,可以通过 Deployment 配置

apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo-deployment
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      annotations:
        sidecar.istio.io/inject: "false"
      labels:
        app: demo
    spec:
      containers:
      - name: demo
        image: mritd/demo
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
          requests:
            cpu: 10m
            memory: 10Mi
        ports:
        - containerPort: 80

QoS 优先级

三种 QoS 优先级,从高到低(从左往右)

Guaranteed –> Burstable –> BestEffort

Kubernetes 资源回收策略

Kubernetes 资源回收策略:当集群监控到 node 节点内存或者CPU资源耗尽时,为了保护node正常工作,就会启动资源回收策略,通过驱逐节点上Pod来减少资源占用。

三种 QoS 策略被驱逐优先级,从高到低(从左往右)

BestEffort –> Burstable –> Guaranteed

使用建议

  • 如果资源充足,可以将 pod QoS 设置为 Guaranteed

  • 不是很关键的服务 pod QoS 设置为 Burstable 或者 BestEffort。比如 filebeat、logstash、fluentd等

建议:k8s 安装时,建议把 Swap 关闭,虽然 Swap 可以解决内存不足问题,但当内存不足使用Swap时,系统负载会出现过高,原因是 swap 大量 占用磁盘IO

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