--- title: 为容器和 Pods 分配 CPU 资源 content_type: task weight: 20 --- 本页面展示如何为容器设置 CPU **request(请求)** 和 CPU **limit(限制)**。 容器使用的 CPU 不能超过所配置的限制。 如果系统有空闲的 CPU 时间,则可以保证给容器分配其所请求数量的 CPU 资源。 ## {{% heading "prerequisites" %}} {{< include "task-tutorial-prereqs.md" >}} {{< version-check >}} 你的集群必须至少有 1 个 CPU 可用才能运行本任务中的示例。 本页的一些步骤要求你在集群中运行 [metrics-server](https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server) 服务。如果你的集群中已经有正在运行的 metrics-server 服务,可以跳过这些步骤。 如果你正在运行 {{< glossary_tooltip term_id="minikube" >}},请运行以下命令启用 metrics-server: ```shell minikube addons enable metrics-server ``` 查看 metrics-server(或者其他资源指标 API `metrics.k8s.io` 服务提供者)是否正在运行, 请键入以下命令: ```shell kubectl get apiservices ``` 如果资源指标 API 可用,则会输出将包含一个对 `metrics.k8s.io` 的引用。 ``` NAME v1beta1.metrics.k8s.io ``` ## 创建一个名字空间 {#create-a-namespace} 创建一个{{< glossary_tooltip text="名字空间" term_id="namespace" >}},以便将 本练习中创建的资源与集群的其余部分资源隔离。 ```shell kubectl create namespace cpu-example ``` ## 指定 CPU 请求和 CPU 限制 {#specify-a-CPU-request-and-a-CPU-limit} 要为容器指定 CPU 请求,请在容器资源清单中包含 `resources: requests` 字段。 要指定 CPU 限制,请包含 `resources:limits`。 在本练习中,你将创建一个具有一个容器的 Pod。容器将会请求 0.5 个 CPU,而且最多限制使用 1 个 CPU。 这是 Pod 的配置文件: {{% code_sample file="pods/resource/cpu-request-limit.yaml" %}} 配置文件的 `args` 部分提供了容器启动时的参数。 `-cpus "2"` 参数告诉容器尝试使用 2 个 CPU。 创建 Pod: ```shell kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/resource/cpu-request-limit.yaml --namespace=cpu-example ``` 验证所创建的 Pod 处于 Running 状态 ```shell kubectl get pod cpu-demo --namespace=cpu-example ``` 查看显示关于 Pod 的详细信息: ```shell kubectl get pod cpu-demo --output=yaml --namespace=cpu-example ``` 输出显示 Pod 中的一个容器的 CPU 请求为 500 milliCPU,并且 CPU 限制为 1 个 CPU。 ```yaml resources: limits: cpu: "1" requests: cpu: 500m ``` 使用 `kubectl top` 命令来获取该 Pod 的指标: ```shell kubectl top pod cpu-demo --namespace=cpu-example ``` 此示例输出显示 Pod 使用的是 974 milliCPU,即略低于 Pod 配置中指定的 1 个 CPU 的限制。 ``` NAME CPU(cores) MEMORY(bytes) cpu-demo 974m ``` 回想一下,通过设置 `-cpu "2"`,你将容器配置为尝试使用 2 个 CPU, 但是容器只被允许使用大约 1 个 CPU。 容器的 CPU 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。 {{< note >}} CPU 使用率低于 1.0 的另一种可能的解释是,节点可能没有足够的 CPU 资源可用。 回想一下,此练习的先决条件需要你的集群至少具有 1 个 CPU 可用。 如果你的容器在只有 1 个 CPU 的节点上运行,则容器无论为容器指定的 CPU 限制如何, 都不能使用超过 1 个 CPU。 {{< /note >}} ## CPU 单位 {#cpu-units} CPU 资源以 **CPU** 单位度量。Kubernetes 中的一个 CPU 等同于: * 1 个 AWS vCPU * 1 个 GCP核心 * 1 个 Azure vCore * 裸机上具有超线程能力的英特尔处理器上的 1 个超线程 小数值是可以使用的。一个请求 0.5 CPU 的容器保证会获得请求 1 个 CPU 的容器的 CPU 的一半。 你可以使用后缀 `m` 表示毫。例如 `100m` CPU、100 milliCPU 和 0.1 CPU 都相同。 精度不能超过 1m。 CPU 请求只能使用绝对数量,而不是相对数量。0.1 在单核、双核或 48 核计算机上的 CPU 数量值是一样的。 删除 Pod: ```shell kubectl delete pod cpu-demo --namespace=cpu-example ``` ## 设置超过节点能力的 CPU 请求 {#specify-a-CPU-request-that-is-too-big-for-your-nodes} CPU 请求和限制与都与容器相关,但是我们可以考虑一下 Pod 具有对应的 CPU 请求和限制这样的场景。 Pod 对 CPU 用量的请求等于 Pod 中所有容器的请求数量之和。 同样,Pod 的 CPU 资源限制等于 Pod 中所有容器 CPU 资源限制数之和。 Pod 调度是基于资源请求值来进行的。 仅在某节点具有足够的 CPU 资源来满足 Pod CPU 请求时,Pod 将会在对应节点上运行: 在本练习中,你将创建一个 Pod,该 Pod 的 CPU 请求对于集群中任何节点的容量而言都会过大。 下面是 Pod 的配置文件,其中有一个容器。容器请求 100 个 CPU,这可能会超出集群中任何节点的容量。 {{% code_sample file="pods/resource/cpu-request-limit-2.yaml" %}} 创建 Pod: ```shell kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/resource/cpu-request-limit-2.yaml --namespace=cpu-example ``` 查看该 Pod 的状态: ```shell kubectl get pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example ``` 输出显示 Pod 状态为 Pending。也就是说,Pod 未被调度到任何节点上运行, 并且 Pod 将无限期地处于 Pending 状态: ``` NAME READY STATUS RESTARTS AGE cpu-demo-2 0/1 Pending 0 7m ``` 查看有关 Pod 的详细信息,包含事件: ```shell kubectl describe pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example ``` 输出显示由于节点上的 CPU 资源不足,无法调度容器: ``` Events: Reason Message ------ ------- FailedScheduling No nodes are available that match all of the following predicates:: Insufficient cpu (3). ``` 删除你的 Pod: ```shell kubectl delete pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example ``` ## 如果不指定 CPU 限制 {#if-you-do-not-specify-a-cpu-limit} 如果你没有为容器指定 CPU 限制,则会发生以下情况之一: * 容器在可以使用的 CPU 资源上没有上限。因而可以使用所在节点上所有的可用 CPU 资源。 * 容器在具有默认 CPU 限制的名字空间中运行,系统会自动为容器设置默认限制。 集群管理员可以使用 [LimitRange](/docs/reference/generated/kubernetes-api/{{< param "version" >}}/#limitrange-v1-core/) 指定 CPU 限制的默认值。 ## 如果你设置了 CPU 限制但未设置 CPU 请求 {#if-you-specify-a-CPU-limit-but-do-not-specify-a-CPU-request} 如果你为容器指定了 CPU 限制值但未为其设置 CPU 请求,Kubernetes 会自动为其 设置与 CPU 限制相同的 CPU 请求值。类似的,如果容器设置了内存限制值但未设置 内存请求值,Kubernetes 也会为其设置与内存限制值相同的内存请求。 ## CPU 请求和限制的初衷 {#motivation-for-CPU-requests-and-limits} 通过配置你的集群中运行的容器的 CPU 请求和限制,你可以有效利用集群上可用的 CPU 资源。 通过将 Pod CPU 请求保持在较低水平,可以使 Pod 更有机会被调度。 通过使 CPU 限制大于 CPU 请求,你可以完成两件事: * Pod 可能会有突发性的活动,它可以利用碰巧可用的 CPU 资源。 * Pod 在突发负载期间可以使用的 CPU 资源数量仍被限制为合理的数量。 ## 清理 {#clean-up} 删除名字空间: ```shell kubectl delete namespace cpu-example ``` ## {{% heading "whatsnext" %}} ### 针对应用开发者 {#for-app-developers} * [将内存资源分配给容器和 Pod](/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/assign-memory-resource/) * [配置 Pod 服务质量](/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/quality-service-pod/) ### 针对集群管理员 {for-cluster-administrators} * [配置名字空间的默认内存请求和限制](/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/memory-default-namespace/) * [为名字空间配置默认 CPU 请求和限制](/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/cpu-default-namespace/) * [为名字空间配置最小和最大内存限制](/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/memory-constraint-namespace/) * [为名字空间配置最小和最大 CPU 约束](/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/cpu-constraint-namespace/) * [为名字空间配置内存和 CPU 配额](/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/quota-memory-cpu-namespace/) * [为名字空间配置 Pod 配额](/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/quota-pod-namespace/) * [配置 API 对象的配额](/zh-cn/docs/tasks/administer-cluster/quota-api-object/) * [调整分配给容器的 CPU 和内存资源](/zh-cn/docs/tasks/configure-pod-container/resize-container-resources/)