一.资源配额

1.简介

    request(资源需求)：即运行pod的节点必须满足运行pod的最基本需求才能运行pod。
    limit(资源限制)：即运行pod期间，可能内存使用量会增加，那最多能使用多少内存，这就是资源限额。

2.资源类型

    CPU的单位是核心数，内存的单位是字节。
    一个容器申请0.5各CPU，就相当于申请1个CPU的一半，可以加个后缀m表示千分之一的概念。比如说100m的CPU，100豪的CPU和0.1个CPU都是一样的。
    
    K，M，G，T，P，E #通常是以1000为换算标准的。
    Ki，Mi，Gi，Ti，Pi，Ei #通常是以1024为换算标准的。

3.服务质量等级

Pod的三种QoS级别：
    Guaranteed（完全可靠的）：如果Pod中的所有容器对所有资源类型都定义了Limits和Requests，并且所有容器的Limits值都和Requests值相等（且都不为0），那么该Pod的QoS级别就是Guaranteed。
        未定义Requests值，所以其默认等于Limits值。
        其中定义的Requests与Limits的值完全相同。
    BestEffort（尽力而为、不太可靠的）：如果Pod中所有容器都未定义资源配置（Requests和Limits都未定义），那么该Pod的QoS级别就是BestEffort。
    Burstable（弹性波动、较可靠的）：当一个Pod既不为Guaranteed级别，也不为BestEffort级别时，该Pod的QoS级别就是Burstable。
        Pod中的一部分容器在一种或多种资源类型的资源配置中定义了Requests值和Limits值（都不为0），且Requests值小于Limits值。
        Pod中的一部分容器未定义资源配置（Requests和Limits都未定义）。

工作特点：
    BestEffort Pod的优先级最低，在这类Pod中运行的进程会在系统内存紧缺时被第一优先“杀掉”。当然，从另一个角度来看，BestEffortPod由于没有设置资源Limits，所以在资源充足时，它们可以充分使用所有闲置资源。
    Burstable Pod的优先级居中，这类Pod在初始时会被分配较少的可靠资源，但可以按需申请更多的资源。当然，如果整个系统内存紧缺，又没有BestEffort容器可以被杀掉以释放资源，那么这类Pod中的进程可能被“杀掉”。
    Guaranteed Pod的优先级最高，而且一般情况下这类Pod只要不超过其资源Limits的限制就不会被“杀掉”。当然，如果整个系统内存紧缺，又没有其他更低优先级的容器可以被“杀掉”以释放资源，那么这类Pod中的进程也可能会被“杀掉”。

二.资源配额resourcequota

1.支持的资源限制

resourcequota对namespace中容器、pod等使用总和限制 

资源限制对象：
    容器资源请求值（requests）：命名空间下的所有pod申请资源时设置的requests总和不能超过这个值。
        resources.requests.cpu
        resources.requests.memory
    容器资源限制值（limits）：命名空间下的所有pod申请资源时设置的limits总和不能超过这个值。
        resources.limits.cpu
        resources.limits.memory
        
说明:
  CPU单位：可以写m也可以写浮点数，例如0.5=500m，1=1000m
  requests必须小于limits，建议：requests值小于limits的20%-30%，一般是limits的70%。
  requests只是一个预留性质，并非实际的占用，用于k8s合理的分配资源（每个节点都有可分配的资源，k8s抽象的将这些节点资源统一分配）。比如requests分配1核1G，在满足的节点上创建完容器后实际资源可能只有0.5C1G。
  requests会影响pod调度，k8s只能将pod分配到能满足该requests值的节点上。
  ResourceQuota功能是一个准入控制插件，默认已经启用。

2.资源配额

2.1计算资源配额

用户可以对给定命名空间下的可被请求的计算资源总量进行限制。

资源名称	描述
limits.cpu	所有非终止状态的 Pod，其 CPU 限额总量不能超过该值。
limits.memory	所有非终止状态的 Pod，其内存限额总量不能超过该值。
requests.cpu	所有非终止状态的 Pod，其 CPU 需求总量不能超过该值。
requests.memory	所有非终止状态的 Pod，其内存需求总量不能超过该值。

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: quota
  namespace: test
spec:
  hard:
    requests.cpu: "8"        #限制初始容器cpu使用
    limits.cpu: "8"          #限制容器cpu最大使用数
    requests.memory: 4Gi     #限制初始容器内存使用
    limits.memory: 4Gi       #限制容器内存最大使用数

2.2存储资源配额

用户可以对给定命名空间下的存储资源总量进行限制。

资源名称	说明
requests.storage	所有 PVC，存储资源的需求总量不能超过该值。
persistentvolumeclaims	在该命名空间中所允许的 PVC 总量。
< storage-class-name>.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage	在所有与 < storage-class-name> 相关的持久卷申领中，存储请求的总和不能超过该值。
< storage-class-name>.storageclass.storage.k8s.io/persistentvolumeclaims	在与 storage-class-name 相关的所有持久卷申领中，命名空间中可以存在的持久卷申领总数。

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: quota
  namespace: test
spec:
  hard:
    requests.storage: "100G"     #限制pvc能使用的最大内存
    persistentvolumeclaims: "5"  #限制命名空间允许的pvc总量

2.3对象数量配额

        你可以使用以下语法对所有标准的、命名空间域的资源类型进行配额设置。
        count/< resource >.< group >：用于非核心（core）组的资源。
        count/< resource >：用于核心组的资源

资源名称	描述
configmaps	在该命名空间中允许存在的 ConfigMap 总数上限。
persistentvolumeclaims	在该命名空间中允许存在的 PVC 的总数上限。
pods	在该命名空间中允许存在的非终止状态的 Pod 总数上限。Pod 终止状态等价于 Pod 的 .status.phase in (Failed, Succeeded) 为真。
replicationcontrollers	在该命名空间中允许存在的 ReplicationController 总数上限。
resourcequotas	在该命名空间中允许存在的 ResourceQuota 总数上限。
services	在该命名空间中允许存在的 Service 总数上限。
services.loadbalancers	在该命名空间中允许存在的 LoadBalancer 类型的 Service 总数上限。
services.nodeports	在该命名空间中允许存在的 NodePort 类型的 Service 总数上限。
secrets	在该命名空间中允许存在的 Secret 总数上限。

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: quota
  namespace: test
spec:
  hard:
    pods: "20"      #限制pod数量最多为20各
    services: "6"   #限制svc数量最多为6个

三.资源限制limitrange

limitrange对namespace中容器、pod等使用单独限制

   默认情况下，K8s集群上的容器对计算资源没有任何限制，可能会导致个别容器资源过大导致影响其他容器正常工作，这时可以使用LimitRange定义容器默认CPU和内存请求值或者最大上限。也存在员工在设置ResourceQuota时，过大或过小，甚至忘记设置。那么limirange就可以设置个默认值，即时忘记没有设置限制值时，也可给你设置个默认限制值；也可以限制员工在设置限制值时要合理，不能超过limitrange的最小值，也不能低于limitrange的最小值。

LimitRange限制维度：
    限制容器配置requests.cpu/memory，limits.cpu/memory的最小、最大值。
    限制容器配置requests.cpu/memory，limits.cpu/memory的默认值。
    限制PVC配置requests.storage的最小、最大值。

1.限制资源大小值

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: quota
  namespace: test        ##策略作用哪个命名空间。
spec:
  limits:
  - max:                 ##容器能设置limit的最大值。
      cpu: 2
      memory: 2Gi
    min:                 ##容器能设置request的最小值。
      cpu: 1 
      memory: 1Gi
    type: Container      ##限制对象。

2.限制默认值

这个资源默认值，是在限制资源大小值时就会默认创建，根据max最大值创建。
当默认值不合理时，需要我们手动去设置。
Containers可以设置限制默认值，Pod不能设置Default Request和Default Limit参数。

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: quota
  namespace: test
spec:
  limits:
  - type: Container     # 资源类型
    default:            # 如果没有配置资源配额，以下配置生效
      cpu: 500m 		# CPU限额
      memory: 500Mi     # 内存限额
    defaultRequest:
      cpu: 100m  	     # 最小保留资源，CPU
      memory: 100Mi 	 # 最小保留资源，内存

3.限制存储大小值

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: quota
  namespace: test
spec:
  limits:
  - type: PersistentVolumeClaim
    max:
      storage: 5Gi
    min:
      storage: 1Gi

4.限制pod的cpu和内存

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    resources:
      requests:
        memory: 100Mi	     #最少需要100Mi内存才能运行
        cpu: "1"	         #最少需要1个cpu才能运行
      limits:
        cpu: "4"	         #最多使用10个CPU，超过会重启
        memory: 200Mi	     #最多200Mi内存，超过会重启

四.查看资源

1.查看ResourceQuota

[root@master01 ~]# kubectl get ResourceQuota -A
NAMESPACE   NAME    AGE   REQUEST                                            LIMIT
server      quota   8s    requests.cpu: 0/8, requests.memory: 39480Mi/10Gi   limits.cpu: 0/8, limits.memory: 51888Mi/10Gi

[root@master01 ~]# kubectl describe ResourceQuota quota -n server
Name:            quota
Namespace:       server
Resource         Used     Hard
--------         ----     ----
limits.cpu       0        8
limits.memory    51888Mi  10Gi
requests.cpu     0        8
requests.memory  39480Mi  10Gi

2.查看LimitRange

[root@master01 ~]# kubectl get LimitRange -n server
NAME    CREATED AT
quota   2024-01-25T08:46:54Z

[root@master01 ~]# kubectl describe LimitRange -n server
Name:       quota
Namespace:  server
Type        Resource  Min  Max  Default Request  Default Limit  Max Limit/Request Ratio
----        --------  ---  ---  ---------------  -------------  -----------------------
Container   cpu       1    2    2                2              -
Container   memory    1Gi  6Gi  6Gi              6Gi            -

3.查看pod资源限制

[root@master01 ~]# kubectl describe pod nginx-5678dd5ff5-jht6g  -n server
    Limits:
      cpu:     4
      memory:  2000Mi
    Requests:
      cpu:        1
      memory:     1000Mi

4.查看node资源限制

[root@master01 ~]# kubectl describe node 192.168.0.10
#所有pod资源限制
Namespace      Name                   CPU Requests  CPU Limits  Memory Requests  Memory Limits  Age
--------       ----                   ------------  --- ------  ------ --------  -------------  ---
kube-system    calico-node-n7qvl       250m (3%)     0 (0%)      0 (0%)           0 (0%)         182d
server         nginx-6847d5c4f-vrct2   1 (12%)       4 (50%)     1000Mi (5%)      2000Mi (10%)   2m54s

#这个node的所有pod加起来的资源限制
Allocated resources:
  (Total limits may be over 100 percent, i.e., overcommitted.)
  Resource           Requests     Limits
  --------           --------     ------
  cpu                1250m (15%)  4 (50%)
  memory             1000Mi (5%)  2000Mi (10%)
  ephemeral-storage  0 (0%)       0 (0%)
  hugepages-1Gi      0 (0%)       0 (0%)
  hugepages-2Mi      0 (0%)       0 (0%)
Events:              <none>
#这个所有pod加起来的资源是这个node已经给出的资源配额，也是k8s集群合理分配资源的重要信息
#比如说有3个node节点，k8s会根据这三个节点的Requests(cpu+memory)去合理分配pod在哪个节点，保证node资源使用率平均