【Kubernetes】k8s集群中pod的容器资源限制和三种探针

一.关于pod容器的资源限制

1.资源限制的单位

1.1.CPU 资源单位

1.2.内存资源单位

二.关于QOS服务质量（pod的调度和驱逐有限制）

1.QoS服务质量分类

2.驱逐顺序

三.关于pod容器的三种探针

1.探针的三种规则

2.Probe支持三种检查方法

3.探测的三种结果

4.常用参数

四.pod容器的启动、退出动作

一.关于pod容器的资源限制

当定义 Pod 时可以选择性地为每个容器设定所需要的资源数量。最常见的可设定资源是 CPU 和

内存大小，以及其他类型的资源

当为 Pod 中的容器指定了 request 资源时，代表容器运行所需的最小资源量，调度器就使用该信

息来决定将 Pod 调度到哪个节点上。当还为容器指定了 limit 资源时，kubelet 就会确保运行的容

器不会使用超出所设的 limit 资源量。kubelet 还会为容器预留所设的 request 资源量，供该容器

使用

如果 Pod 运行所在的节点具有足够的可用资源，容器可以使用超出所设置的 request 资源量。不

过，容器不可以使用超出所设置的 limit 资源量

如果给容器设置了内存的 limit 值，但未设置内存的 request 值，Kubernetes 会自动为其设置与内

存 limit 相匹配的 request 值。类似的，如果给容器设置了 CPU 的 limit 值但未设置 CPU 的

request 值，则 Kubernetes 自动为其设置 CPU 的 request 值并使之与 CPU 的 limit 值匹配

总结：requests表示创建pod时预留的资源，limits表示pod能够使用资源的最大值。requests值

可以被超，limits值不能超过，如果是内存使用超过limits会触发oom然后杀掉进程，如果是cpu超

过limits会压缩cpu的使用率

官网示例：

https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/manage-compute-resources-container/

Pod 和容器的资源请求和限制

spec.containers[].resources.requests.cpu		//定义创建容器时预分配的CPU资源
spec.containers[].resources.requests.memory		//定义创建容器时预分配的内存资源
spec.containers[].resources.limits.cpu			//定义 cpu 的资源上限 
spec.containers[].resources.limits.memory		//定义内存的资源上限spec.containers[].resources.limits.hugepages-<size> 
spec.containers[].resources.requests.hugepages-<size>

1.资源限制的单位

1.1.CPU 资源单位

CPU 资源的 request 和 limit 以 cpu 为单位。Kubernetes 中的一个 cpu 相当于1个 vCPU（1个超

线程）

Kubernetes 也支持带小数 CPU 的请求。spec.containers[].resources.requests.cpu 为 0.5 的容器

能够获得一个 cpu 的一半 CPU 资源（类似于Cgroup对CPU资源的时间分片）。表达式 0.1 等价

于表达式 100m（毫核），表示每 1000 毫秒内容器可以使用的 CPU 时间总量为 0.1*1000 毫秒。

Kubernetes 不允许设置精度小于 1m 的 CPU 资源

1.2.内存资源单位

内存的 request 和 limit 以字节为单位。可以以整数表示，或者以10为底数的指数的单位（E、P、

T、G、M、K）来表示，或者以2为底数的指数的单位（Ei、Pi、Ti、Gi、Mi、Ki）来表示。

如：1KB=10^3=1000，1MB=10^6=1000000=1000KB，1GB=10^9=1000000000=1000MB

1KiB=2^10=1024，1MiB=2^20=1048576=1024KiB

例如：在买硬盘的时候，操作系统报的数量要比产品标出或商家号称的小一些，主要原因是标出的

是以 MB、GB为单位的，1GB 就是1,000,000,000Byte，而操作系统是以2进制为处理单位的，因

此检查硬盘容量时是以MiB、GiB为单位，1GiB=2^30=1,073,741,824，相比较而言，1GiB要比

1GB多出1,073,741,824-1,000,000,000=73,741,824Byte，所以检测实际结果要比标出的少一些。

案例

vim pod2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: frontend
spec:containers:- name: webimage: nginx                      #在两个容器下面都设置资源限制imagePullPolicy: IfNotPresentenv:- name: WEB_ROOT_PASSWORDvalue: "password"resources:                        #资源限制requests:memory: "64Mi"cpu: "250m"limits:memory: "128Mi"cpu: "500m"- name: dbimage: mysqlimagePullPolicy: IfNotPresentenv:- name: MYSQL_ROOT_PASSWORDvalue: "abc123"resources:                     #资源限制，设置requests和limits中的memory数据一致会发生什么requests: memory: "256Mi"cpu: "0.5"limits:memory: "256Mi"cpu: "1"kubectl apply -f pod2.yaml
kubectl get pod -o wide -w

总结

cpu的单位可以是核个数如1.25，0.5等，可以是毫核如500m，1250m
memory的单位可以是128M或128Mi （分别是1000k=1M或1024Ki=1Mi）

二.关于QOS服务质量（pod的调度和驱逐有限制）

1.QoS服务质量分类

确定Pod的调度和驱逐优先级

Guaranteed：Pod中的每个容器（包括init容器），都设置了CPU、内存的 requests 和 limits，且 requests 和 limits 要相等
Burstable：Pod中至少有一个容器设置了CPU或内存的 requests
BestEffort：Pod中的所有容器都没有设置CPU或内存的 requests 和 limits

2.驱逐顺序

优先级：Guaranteed > Burstable > BestEffort

Guaranteed的Pod，优先级最高，在其资源使用量不超过其 limits 的情况下，可以确保不被杀死
在node节点的内存资源紧张，且没有其它QOS为BestEffort的Pod时，一旦Burstable的Pod使用的资源量超过了其 requests，这些Pod就容易被杀死
BestEffort的Pod，优先级最低，当node节点的内存资源紧张时，这些Pod会被最先杀死

三.关于pod容器的三种探针

健康检查：又称为探针（Probe)，探针是由kubelet对容器执行的定期诊断。

1.探针的三种规则

存活探针（livenessProbe）

探测Pod容器是否在正常运行。
如果探测失败则kubelet杀掉容器，并根据容器的重启策略决定是否重启容器

exec检查方式

vim pod3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:creationTimestamp: nulllabels:run: pod-testname: pod-test
spec:containers:- image: soscscs/myapp:v1name: myappports:- containerPort: 80resources: {}command:- sh- -c- "touch /tmp/scj.txt; sleep 20; rm -f /tmp/scj.txt; sleep 3600"livenessProbe:            #存活探针exec:command:- sh- -c- "test -f /tmp/scj.txt"initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5failureThreshold: 3dnsPolicy: ClusterFirstrestartPolicy: Always
status: {}kubectl apply -f pod3.yaml
kubectl get pod -o wide -w
kubectl describe pod pod-test

httpget检查方式

vim pod4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:creationTimestamp: nulllabels:run: pod-testname: pod-test
spec:containers:- image: soscscs/myapp:v1name: myappports:- containerPort: 80name: httpresources: {}livenessProbe:               #存活探针  initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5failureThreshold: 3httpGet:                   #httpget检查方式   port: httppath: /index.htmldnsPolicy: ClusterFirstrestartPolicy: Always
status: {}kubectl apply -f pod4.yaml
kubectl log pod-test

tcpSocket检查方式

vim pod3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:creationTimestamp: nulllabels:run: pod-testname: pod-test
spec:containers:- image: soscscs/myapp:v1name: myappports:- containerPort: 80resources: {}livenessProbe:tcpSocket:port: 8080initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5failureThreshold: 3dnsPolicy: ClusterFirstrestartPolicy: Always
status: {}kubectl apply -f pod3.yaml
kubectl exec -it pod-test -- netstat -lntp

就绪探针（readinessProbe）

探测Pod是否能进入就绪状态（要求read状态栏是1/1 2/2），并做好接收service转发来的请求的准备
如果探测失败则Pod变成未就绪状态（read状态栏是0/1 1/2），service会删除未就绪的Pod端点，并不再转发请求给未就绪的Pod

vim pod4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:creationTimestamp: nulllabels:run: pod-testname: pod-test
spec:containers:- image: soscscs/myapp:v1name: myappports:- containerPort: 80name: httpresources: {}readinessProbe:            #就绪探针initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5failureThreshold: 3httpGet:port: httppath: /scj.html        #目标目录中不存在这个文件livenessProbe:initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5failureThreshold: 3httpGet:port: httppath: /index.htmldnsPolicy: ClusterFirstrestartPolicy: Always
status: {}

若想将状态变成就绪，如何操作？

kubectl exec -it pod-test -- sh
cd /usr/share/nginx/html/
echo 123 > scj.html    #创建这个文件后，就绪探针即可满足条件

启动探针（startupProbe）

探测Pod容器内的应用进程是否启动成功。在启动探针探测成功前，存活探针和就绪探针都会处于赞同状态，直到启动探针探测成功为止
如果探测失败则kubelet杀掉容器，并根据容器的重启策略决定是否重启容器

vim pod4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:creationTimestamp: nulllabels:run: pod-testname: pod-test
spec:containers:- image: soscscs/myapp:v1name: myappports:- containerPort: 80name: httpresources: {}readinessProbe:initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5failureThreshold: 3httpGet:port: httppath: /scj.htmllivenessProbe:initialDelaySeconds: 5periodSeconds: 5failureThreshold: 3httpGet:port: httppath: /index.htmlstartupProbe:periodSeconds: 10failureThreshold: 12httpGet:port: httppath: /tan.htmldnsPolicy: ClusterFirstrestartPolicy: Always
status: {}

2.Probe支持三种检查方法

exec：在容器里执行指定的Linux命令，如果命令返回码为0则认为探测成功，如果命令返回码为非0值则认为探测失败
httpGet：向Pod的指定端口及URL路径发送HTTP GET请求，如果HTTP响应状态码为2XX 3XX则认为探测成功，如果HTTP响应状态码为4XX 5XX则认为探测失败
tcpSocket：向Pod的指定端口发送TCP连接请求（三次握手），如果端口正确且TCP连接成功则认为探测成功，如果TCP连接失败则认为探测失败

3.探测的三种结果

成功（Success）：表示容器通过了检测
失败（Failure）：表示容器未通过检测
未知（Unknown）：表示检测没有正常进行

4.常用参数

initialDelaySeconds：指定容器启动后延迟探测的时间（单位为秒）
periodSeconds：指定每次探测的间隔时间
failureThreshold：指定判断探测失败的连续失败次数
timeoutSeconds：指定探测超时等待的时间

四.pod容器的启动、退出动作

postStart：当容器创建后且容器进程启动之前（即容器主进程开始运行但不一定完全准备好接收

请求时），Kubernetes会尝试执行postStart。通常用来执行一些初始化任务，比如资源部署、环境

配置等。如果postStart钩子执行失败，容器仍然会被启动，并且kubelet不会因此重启容器。

我们可以通过lifecycle配置项在 Pod 定义的 spec.containers[*].lifecycle.postStart 字段中指定一个

命令或者 HTTP 请求。

preStop：当容器即将被kubelet终止时，Kubernetes会尝试执行preStop。这个钩子可以优雅地关

闭连接、保存状态或释放资源。kubelet会确保preStop被触发并至少已经开始执行。如果容器突然

崩溃（CrashLoopBackOff等情况），preStop可能无法得到执行。

preStop的执行与SIGTERM信号是异步的，也就是说如果PreStop钩子脚本执行时间超过这个优雅

期，Kubernetes将强制终止Pod。

我们同样可以通过 spec.containers[*].lifecycle.preStop 字段来设置执行命令或HTTP请求。

示例

vim pod-test.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: pod-test7
spec:volumes:- name: scj-volhostPath:path: /data/scj/type: DirectoryOrCreateinitContainers:- name: myappimage: soscscs/myapp:v1volumeMounts:- name: scj-volmountPath: /mnt/                command:- sh- -c- "echo 'scj like 123 from initcontainer' >> /mnt/scj.txt"containers:- image: nginx:1.20name: nginxports:- containerPort: 80resources: {}volumeMounts:- name: scj-volmountPath: /usr/local/bin/       #将本地目录/data/scj/挂载到容器的/usr/local/bin/上lifecycle:postStart:                       #设置Pod容器启动时额外执行的操作exec:command:- sh- -c- "echo 'tangjun like from poststat' >> /usr/local/bin/scj.txt"preStop:                         #设置Pod容器被kubelet杀掉退出时执行的操作exec:command:- sh- -c- "echo 'jun like from prestop' >> /usr/local/bin/scj.txt"dnsPolicy: ClusterFirstrestartPolicy: Alwayskubectl apply -f pod-test.yaml

pod生命周期