本节重点介绍 :
- Guaranteed的pod Qos最高
- 在生产环境中，如何设置 Kubernetes 的 Limit 和 Request 对于优化应用程序和集群性能至关重要。
- 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。
kubernetes 中的 Qos 合理分配node上的有限资源
简介
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QoS(Quality of Service) 即服务质量
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QoS 是一种控制机制，它提供了针对不同用户或者不同数据流采用相应不同的优先级
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或者是根据应用程序的要求，保证数据流的性能达到一定的水准。kubernetes 中有三种 Qos，分别为：
- Guaranteed：pod 的 requests 与 limits 设定的值相等；
- Burstable：pod requests 小于 limits 的值且不为 0；
- BestEffort：pod 的 requests 与 limits 均为 0；
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三者的优先级如下所示，依次递增：
BestEffort -> Burstable -> Guaranteed
不同 Qos 的本质区别
- 在调度时调度器只会根据 request 值进行调度；
- 二是当系统 OOM上时对于处理不同 OOMScore 的进程表现不同，也就是说当系统 OOM 时，首先会 kill 掉 BestEffort pod 的进程，若系统依然处于 OOM 状态，然后才会 kill 掉 Burstable pod，最后是 Guaranteed pod；
资源的requests和limits
- 我们知道在k8s中为了达到容器资源限制的目录，在yaml文件中有cpu和内存的 requests和limits配置
- 对这两个参数可以简单理解为根据requests进行调度，根据limits进行运行限制。
- 举例下面的配置代表cpu 申请100m，限制1000m。内存申请100Mi ，限制2500Mi
resources:requests:cpu: 100mmemory: 100Milimits:cpu: 1000mmemory: 2500Mi
首先我们应关心这两组limits和requests值
- 下面的表格中反应了
kube-state-metrics提供的4个相关指标。
| 指标名称 | 含义 | 单位说明 |
|---|---|---|
| kube_pod_container_resource_requests_cpu_cores | 容器设置的cpu requests值 | request=100m 代表使用0.1个核心 |
| kube_pod_container_resource_requests_memory_bytes | 容器设置的mem requests值 | 单位：字节 |
| kube_pod_container_resource_limits_cpu_cores | 容器设置的cpu limits值 | request=100m 代表使用0.1个核心 |
| kube_pod_container_resource_limits_memory_bytes | 容器设置的mem limits值 | 单位：字节 |
cpu属于可压缩资源
- 在k8s中cpu属于可压缩资源
- 意思是pod中服务使用CPU超过设置的limits
- pod不会被kill掉但会被限制
- 所以我们应该通过观察容器cpu被限制的情况来考虑是否将cpu的limit调大。
cpu限制率和利用率
限制率
- 有这样的两个cpu指标，
container_cpu_cfs_periods_total代表 container生命周期中度过的cpu周期总数 container_cpu_cfs_throttled_periods_total代表container生命周期中度过的受限的cpu周期总数。- 所以我们可以使用下面的表达式来查出最近5分钟，超过25%的CPU执行周期受到限制的container有哪些。
100 * sum by(container_name, pod_name, namespace) (increase(container_cpu_cfs_throttled_periods_total{container_name!=""}[5m]))/ sum by(container_name, pod_name, namespace) (increase(container_cpu_cfs_periods_total[5m])) > 25
- 如果上述ql有查询结果，我们可以考虑将cpu的limit调大
利用率
- 同时我们可以用下面的计算方式表示容器cpu使用率
- 其中
container_cpu_usage_seconds_total代表cpu的计数器 container_spec_cpu_quota是容器的CPU配额，它的值是容器指定的CPU个数*100000。
sum(rate(container_cpu_usage_seconds_total{image!=""}[1m])) by (container, pod) / (sum(container_spec_cpu_quota{image!=""}/100000) by (container, pod) )* 100mem属于不可压缩资源
- 在k8s中mem属于不可压缩资源
- pod之间是无法共享的，完全独占的
- 所以一旦容器内存使用超过limits，会导致oom，然后重新调度。
mem oom 判定依据
container_memory_working_set_bytes是容器真实使用的内存量- kubelet通过比较
container_memory_working_set_bytes和container_spec_memory_limit_bytes来决定oom container。 - 同时还有
container_memory_usage_bytes用来表示容器使用内存，其中包含了很久没用的缓存，该值比container_memory_working_set_bytes要大 - 所以cpu使用率可以使用下面的公式计算
(container_memory_working_set_bytes/container_spec_memory_limit_bytes )*100
本节重点总结 :
- Guaranteed的pod Qos最高
- oom的时候先是 BestEffort 然后是Burstable 最后才 Guaranteed
- 在生产环境中，如何设置 Kubernetes 的 Limit 和 Request 对于优化应用程序和集群性能至关重要。
- 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。
- 可以查看cpu限制率来决定是否调大 cpu的limit
- cpu属于可压缩资源
- 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。
- mem属于不可压缩资源
- oom判定的时候是 比较 container_memory_working_set_bytes 而不是 usage
- usage含有很久未用的缓存，比workingset偏大
- Qos 的目的是为了合理分配node上的有限资源 {cpu和mem上}
