--- title: Pod 开销 content_template: templates/concept weight: 20 --- {{% capture overview %}} {{< feature-state for_k8s_version="v1.18" state="beta" >}} 在节点上运行 Pod 时,Pod 本身占用大量系统资源。这些资源是运行 Pod 内容器所需资源的附加资源。 _POD 开销_ 是一个特性,用于计算 Pod 基础设施在容器请求和限制之上消耗的资源。 {{% /capture %}} {{% capture body %}} ## Pod 开销 在 Kubernetes 中,Pod 的开销是根据与 Pod 的 [RuntimeClass](/docs/concepts/containers/runtime-class/) 相关联的开销在 [准入](/docs/reference/access-authn-authz/extensible-admission-controllers/#what-are-admission-webhooks) 时设置的。 当启用 Pod 开销时,在调度 Pod 时,除了考虑容器资源请求的总和外,还要考虑 Pod 开销。类似地,Kubelet 将在确定 Pod cgroup 的大小和执行 Pod 驱逐排序时包含 Pod 开销。 ## 启用 Pod 开销 {#set-up} 您需要确保在集群中启用了 `PodOverhead` [特性门](/docs/reference/command-line-tools-reference/feature-gates/)(在 1.18 默认是开启的),以及一个用于定义 `overhead` 字段的 `RuntimeClass`。 ## 使用示例 要使用 PodOverhead 特性,需要一个定义 `overhead` 字段的 RuntimeClass. 作为例子,可以在虚拟机和来宾操作系统中通过一个虚拟化容器运行时来定义 RuntimeClass 如下,其中每个 Pod 大约使用 120MiB: ```yaml --- kind: RuntimeClass apiVersion: node.k8s.io/v1beta1 metadata: name: kata-fc handler: kata-fc overhead: podFixed: memory: "120Mi" cpu: "250m" ``` 通过指定 `kata-fc` RuntimeClass 处理程序创建的工作负载会将内存和 cpu 开销计入资源配额计算、节点调度以及 Pod cgroup 分级。 假设我们运行下面给出的工作负载示例 test-pod: ```yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: test-pod spec: runtimeClassName: kata-fc containers: - name: busybox-ctr image: busybox stdin: true tty: true resources: limits: cpu: 500m memory: 100Mi - name: nginx-ctr image: nginx resources: limits: cpu: 1500m memory: 100Mi ``` 在准入阶段 RuntimeClass [准入控制器](https://kubernetes.io/docs/reference/access-authn-authz/admission-controllers/) 更新工作负载的 PodSpec 以包含 RuntimeClass 中定义的 `overhead`. 如果 PodSpec 中该字段已定义,该 Pod 将会被拒绝。在这个例子中,由于只指定了 RuntimeClass 名称,所以准入控制器更新了 Pod, 包含了一个 `overhead`. 在 RuntimeClass 准入控制器之后,可以检验一下已更新的 PodSpec: ```bash kubectl get pod test-pod -o jsonpath='{.spec.overhead}' ``` 输出: ``` map[cpu:250m memory:120Mi] ``` 如果定义了 ResourceQuata, 则容器请求的总量以及 `overhead` 字段都将计算在内。 当 kube-scheduler 决定在哪一个节点调度运行新的 Pod 时,调度器会兼顾该 Pod 的 `overhead` 以及该 Pod 的容器请求总量。在这个示例中,调度器将资源请求和开销相加,然后寻找具备 2.25 CPU 和 320 MiB 内存可用的节点。 一旦 Pod 调度到了某个节点, 该节点上的 kubelet 将为该 Pod 新建一个 {{< glossary_tooltip text="cgroup" term_id="cgroup" >}}. 底层容器运行时将在这个 pod 中创建容器。 如果该资源对每一个容器都定义了一个限制(定义了受限的 Guaranteed QoS 或者 Bustrable QoS),kubelet 会为与该资源(CPU 的 cpu.cfs_quota_us 以及内存的 memory.limit_in_bytes) 相关的 pod cgroup 设定一个上限。该上限基于容器限制总量与 PodSpec 中定义的 `overhead` 之和。 对于 CPU, 如果 Pod 的 QoS 是 Guaranteed 或者 Burstable, kubelet 会基于容器请求总量与 PodSpec 中定义的 `overhead` 之和设置 `cpu.shares`. 请看这个例子,验证工作负载的容器请求: ```bash kubectl get pod test-pod -o jsonpath='{.spec.containers[*].resources.limits}' ``` 容器请求总计 2000m CPU 和 200MiB 内存: ``` map[cpu: 500m memory:100Mi] map[cpu:1500m memory:100Mi] ``` 对照从节点观察到的情况来检查一下: ```bash kubectl describe node | grep test-pod -B2 ``` 该输出显示请求了 2250m CPU 以及 320MiB 内存,包含了 PodOverhead 在内: ``` Namespace Name CPU Requests CPU Limits Memory Requests Memory Limits AGE --------- ---- ------------ ---------- --------------- ------------- --- default test-pod 2250m (56%) 2250m (56%) 320Mi (1%) 320Mi (1%) 36m ``` ## 验证 Pod cgroup 限制 在工作负载所运行的节点上检查 Pod 的内存 cgroups. 在接下来的例子中,将在该节点上使用具备 CRI 兼容的容器运行时命令行工具 [`crictl`](https://github.com/kubernetes-sigs/cri-tools/blob/master/docs/crictl.md). 这是一个展示 PodOverhead 行为的进阶示例,用户并不需要直接在该节点上检查 cgroups. 首先在特定的节点上确定该 Pod 的标识符:ying ```bash # 在该 Pod 调度的节点上执行如下命令: POD_ID="$(sudo crictl pods --name test-pod -q)" ``` 可以依此判断该 Pod 的 cgroup 路径: ```bash # 在该 Pod 调度的节点上执行如下命令: sudo crictl inspectp -o=json $POD_ID | grep cgroupsPath ``` 执行结果的 cgroup 路径中包含了该 Pod 的 `pause` 容器。Pod 级别的 cgroup 即上面的一个目录。 ``` "cgroupsPath": "/kubepods/podd7f4b509-cf94-4951-9417-d1087c92a5b2/7ccf55aee35dd16aca4189c952d83487297f3cd760f1bbf09620e206e7d0c27a" ``` 在这个例子中,该 pod 的 cgroup 路径是 `kubepods/podd7f4b509-cf94-4951-9417-d1087c92a5b2`。验证内存的 Pod 级别 cgroup 设置: ```bash # 在该 Pod 调度的节点上执行这个命令。 # 另外,修改 cgroup 的名称以匹配为该 pod 分配的 cgroup。 cat /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/podd7f4b509-cf94-4951-9417-d1087c92a5b2/memory.limit_in_bytes ``` 和预期的一样是 320 MiB ``` 335544320 ``` ### 可观察性 在 [kube-state-metrics](https://github.com/kubernetes/kube-state-metrics) 中可以通过 `kube_pod_overhead` 指标来协助确定何时使用 PodOverhead 以及协助观察以一个既定开销运行的工作负载的稳定性。 该特性在 kube-state-metrics 的 1.9 发行版本中不可用,不过预计将在后续版本中发布。在此之前,用户需要从源代码构建 kube-state-metrics. {{% /capture %}} {{% capture whatsnext %}} * [RuntimeClass](/docs/concepts/containers/runtime-class/) * [PodOverhead 设计](https://github.com/kubernetes/enhancements/blob/master/keps/sig-node/20190226-pod-overhead.md) {{% /capture %}}