Kubernetesにおけるリソース管理: スケーリング vs リソース制限のアプローチ

2 年 ago
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Kubernetesにおけるリソース管理: スケーリング vs リソース制限のアプローチ

目录

    • はじめに

 

    • Kubernetesの基本的なリソース制御機構

 

    • Nodeのスケーリングを活用するアプローチ

 

    • リソース制限を活用するアプローチ

 

    • 2つのアプローチの選択基準

 

    まとめ

はじめに

Kubernetes（K8s）は、コンテナ化されたアプリケーションのデプロイメント、スケーリング、運用を自動化するためのプラットフォームです。この記事では、Kubernetesにおけるリソース管理の2つの主なアプローチについて詳しく説明します。

Kubernetes的基本资源控制机制

请问 “requests” 和 “limits” 是什么意思？

Kubernetesにおけるリソース管理: スケーリング vs リソース制限のアプローチ

索引

    • はじめに

 

    • Kubernetesの基本的なリソース制御機構

 

    • Nodeのスケーリングを活用するアプローチ

 

    • リソース制限を活用するアプローチ

 

    • 2つのアプローチの選択基準

 

    まとめ

首先

Kubernetes（K8s）是一个用于自动化部署、扩展和运维容器化应用程序的平台。本文将详细介绍Kubernetes中资源管理的两种主要方法。

Kubernetes的基本资源控制机制

请求和限制是什么？

在Kubernetes中，使用requests和limits来控制Pod和容器的资源使用量。requests指定资源的最小保证量，而limits指定允许的最大量。

我在家休息了一天。

resources:
  requests:
    memory: "1Gi"
    cpu: "500m"
  limits:
    memory: "2Gi"
    cpu: "1"

服务质量(QoS) 类的概述

Kubernetesは、Node上のリソースが不足する場面で、どのPodを先に追い出す（Evict）かを決定する際の基準として、QoSクラスを使用します。

QoSクラスの優先順位

BestEffort:

最低の優先順位を持ちます。
Pod内の全てのコンテナがCPUもメモリもrequestsやlimitsを持たない場合にこのクラスになります。
リソース不足時には最初に追い出される傾向があります。

Burstable:

中間の優先順位を持ちます。
Pod内の少なくとも1つのコンテナがCPUまたはメモリのrequestsを持ち、かつ、requestsとlimitsが異なる、またはlimitsが指定されていない場合にこのクラスになります。
BestEffortよりは追い出しにくいが、Guaranteedよりは追い出しやすい。

Guaranteed:

最高の優先順位を持ちます。
Pod内の全てのコンテナが等しいrequestsとlimitsを持つ場合にこのクラスになります。
リソース不足時でも最後まで残される傾向があります。

将Pod驱逐流程

当Node上的资源达到压力时，Kubernetes会尝试通过以下步骤驱逐Pod：

    1. 确定缺失的资源类型（例如：内存、CPU）。

 

    1. 根据QoS类别的优先级和同一QoS类别内Pod的运行时间，对该节点上的Pod进行排序。

 

    根据排序顺序，逐个尝试将优先级最低的Pod逐出。

通过这种流程，Kubernetes能够在保持系统整体稳定性的同时，有效地管理资源短缺。

もちろん、KubernetesにおけるPodの追い出しの優先順位の詳細について説明します。

将Pod的优先级与驱逐顺序对应配对

Kubernetesは、Node上でリソースが圧迫されている場合に、どのPodを先に追い出すかを決定するための明確な優先順位が定められています。この優先順位は主に2つの基準に基づいています：QoSクラスとPodのエイジ（稼働時間）。

QoSクラスの優先順位:

先述の通り、BestEffort < Burstable < Guaranteed の順番で優先度が低から高になっています。
つまり、リソースが圧迫された際には、まずBestEffortクラスのPodが追い出される可能性が高く、最後にGuaranteedクラスのPodが対象となります。

同一QoSクラス内でのPodのエイジ（稼働時間）:

同一のQoSクラス内では、Podのエイジ（稼働時間）が短いものから優先的に追い出されます。
Kubernetesは新しくスタートしたばかりのPodを追い出すことで、長時間稼働しているPodやより安定したPodの稼働を保護します。

具体来说，如果在多个节点上存在着Burstable类的Pod，并且这些节点上的资源（如内存等）不足时，最新启动的Burstable类Pod将首先被驱逐。通过这一逻辑，判断长时间运行的Pod比短时间运行的Pod更有可能执行重要的任务，因此它们将受到保护，不会成为被驱逐的对象。

这种优先级排序是为了维持系统的整体稳定性和效率而设计的。

利用节点扩展的方法

このアプローチでは、Podのリソース制限を設けず、必要に応じてNodeの数を動的に増減させます。

以下是主要特点:

    • リソースの自由な使用

 

    Cluster Autoscalerの利用

适用场景和优点 hé

    • クラウド環境や変動するトラフィック

 

    効率的なリソース利用とコスト最適化

集群自动伸缩器的作用

集群自动伸缩器会根据资源需求自动调整节点数量。

# Cluster Autoscalerの導入例
kubectl apply -f <autoscaler-config>

リソース制限を活用するアプローチ

在使用固定的 Node 数进行运营时，将为每个 Pod 明确设置资源的上限和下限。

主要特点

requestsとlimitsの明確な設定
Nodeの数は固定

应用场景和优点

    リソ

可以预测工作负载的使用量。

    高いリソースの保証

选择两种方法的标准

根据运营环境、工作量特性和SLA要求来决定选择哪种方法。

概要

Kubernetes资源管理是确保运营效率和稳定性的关键。选择适当的方法和正确的配置是建立成功基础的必要条件。

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