kubernetes之定义容器和Pod的CPU资源
简介
此文讲解如何定义容器CPU请求和CPU限制。容器使用的CPU不能超过配置的限制。如果系统有空闲的CPU时间，则可以保证为容器分配所需的CPU数量。
备注：此文档参考官方文档，并加以自己的理解。如有误导性的内容，请批评指正。
定义容器的CPU请求和限制
创建名称空间
# kubectl create namespace cpu-example
为了定义容器的CPU请求，使用容器资源清单中的resources:requests字段。为了定义CPU的限制，使用容器资源清单中的resources:limits字段，以下创建只用一个容器的Pod，该容器CPU请求是0.5，CPU限制数1。文件名：cpu-request-limit.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: cpu-demo
namespace: cpu-example
spec:
containers:
- name: cpu-demo-ctr
image: vish/stress
resources:
limits:
cpu: "1"
requests:
cpu: "0.5"
args:
- -cpus
- "2"
容器YAML配置文件的args块中提供的配置参数--cpus "2"告诉容器尝试使用2 CPUs。
创建Pod
# kubectl apply -f /root/k8s-example/pods/cpu-request-limit.yaml --namespace=cpu-example
确保Pod已正在运行
# kubectl get pod cpu-demo --namespace=cpu-example
查看Pod资源详情
# kubectl get pod cpu-demo --output=yaml --namespace=cpu-example
从输出结果看出，Pod内的容器CPU请求数为500 milliCPU，CPU限制数1
resources:
limits:
cpu: "1"
requests:
cpu: 500m
使用kubectl top 获取Pod的metrics指标
# kubectl top pod cpu-demo --namespace=cpu-example
从输出结果看，该Pod使用了1001 milliCPU，该值小于Pod定义的CPU限制数1
NAME CPU(cores) MEMORY(bytes)
cpu-demo 1001m 1Mi
我们前面创建Pod时，设置的-cpu "2"，即让容器尝试使用2 CPUs，但是容器只被分配了1个CPU，容器的CPU使用量受到限制，因为该容器正尝试使用超出其限制的CPU资源。
删除Pod
kubectl delete pod cpu-demo --namespace=cpu-example
删除namespace
# kubectl delete namespace cpu-example
CPU 单位
CPU资源用 CPU作为单位。在Kubernetes中，等于
- 1 AWS vCPU
- 1 GCP Core
- 1 Azure vCore
- 1 Hyperthread on a bare-metal Intel processor with Hyperthreading
CPU允许使用小数值。确保请求0.5 CPU的容器的CPU是请求1 CPU的容器的一半。可以使用后缀m表示milli。例如100m CPU，100 milliCPU和0.1 CPU都相同。精度不能超过1m。
定义CPU请求远大于节点CPU个数
如果Pod自定义了CPU请求和限制，那么自定义容器的CPU请求和限制是非常有用的。一个Pod的CPU请求数等于该Pod内所有容器的CPU请求数总和；Pod的CPU限制数等于该Pod内所有容器CPU限制的总和。
Pod的基于请求数来调度，Pod被调度到有足够CPU资源的node上，该node节点满足该Pod请求的CPU资源。
创建一个Pod，该Pod的CPU请求数远大于集群节点任何node的CPU总数。文件名：``
# kubectl apply -f /root/k8s-example/pods/cpu-request-limit-2.yaml --namespace=cpu-example
查看Pod状态
# kubectl get pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example
从结果看出Pod状态为Pending
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
cpu-demo-2 0/1 Pending 0 7m
查看Pod资源详情
# kubectl describe pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example
结果如下，容器不能被调度到任何node节点上，所有node节点没有足够的CPU资源。
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Warning FailedScheduling <unknown> default-scheduler 0/7 nodes are available: 7 Insufficient cpu.
删除Pod
# kubectl delete pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example
没有自定义CPU限制
如果没有自定义容器的CPU限制，适用以下情况之一：
- 容器使用的CPU资源没有上限，只要容器在运行，容器能使用该node节点的所有CPU资源
- 容器运行在默认CPU限制的namespace上，容器被自动分配默认的CPU限制，集群管理员可以使用
LimitRange对象设置默认的CPU限制。
设置CPU请求数和限制数的原因
通过在集群中配置容器的CPU请求和内存限制，可以合理的使用集群中node节点的CPU资源。如果保证Pod的CPU请求在合理值范围内，则该Pod可以在集群中被合理的调度到合适的node节点上。
