金鱼哥RHCA回忆录：DO280管理和监控OpenShift平台--资源限制-阿里云开发者社区

🎹 个人简介：大家好，我是 金鱼哥，CSDN运维领域新星创作者，华为云·云享专家，阿里云社区·专家博主
📚个人资质： CCNA、HCNP、CSNA（网络分析师），软考初级、中级网络工程师、RHCSA、RHCE、RHCA、RHCI、ITIL😜
💬格言：努力不一定成功，但要想成功就必须努力🔥
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📜资源限制

📑pod资源限制

pod可以包括资源请求和资源限制:

资源请求

用于调度，并控制pod不能在计算资源少于指定数量的情况下运行。调度程序试图找到一个具有足够计算资源的节点来满足pod请求。

资源限制

用于防止pod耗尽节点的所有计算资源，基于pod的节点配置Linux内核cgroups特性，以执行pod的资源限制。

尽管资源请求和资源限制是pod定义的一部分，但通常建议在dc中设置。OpenShift推荐的实践规定，不应该单独创建pod，而应该由dc创建。

📑应用配额

OCP可以执行跟踪和限制两种资源使用的配额:

对象的数量：Kubernetes资源的数量，如pod、service和route。
计算资源：物理或虚拟硬件资源的数量，如CPU、内存和存储容量。

通过避免master的Etcd数据库的无限制增长，对Kubernetes资源的数量设置配额有助于OpenShift master服务器的稳定性。对Kubernetes资源设置配额还可以避免耗尽其他有限的软件资源，比如服务的IP地址。

同样，对计算资源的数量施加配额可以避免耗尽OpenShift集群中单个节点的计算能力。还避免了一个应用程序使用所有集群容量，从而影响共享集群的其他应用程序。

OpenShift通过使用ResourceQuota对象或简单的quota来管理对象使用的配额及计算资源。

ResourceQuota对象指定项目的硬资源使用限制。配额的所有属性都是可选的，这意味着任何不受配额限制的资源都可以无限制地使用。

注意：一个项目可以包含多个ResourceQuota对象，其效果是累积的，但是对于同一个项目，两个不同的 ResourceQuota 不会试图限制相同类型的对象或计算资源。

📑ResourceQuota限制资源

下表显示 ResourceQuota 可以限制的主要对象和计算资源：

对象名	描述
pods	总计的pod数量
replicationcontrollers	总计的rc数量
services	总计的service数量
secrets	总计的secret数量
persistentvolumeclaims	总计的pvc数量
cpu	所有容器的CPU使用总量
memory	所有容器的总内存使用
storage	所有容器的磁盘总使用量

Quota属性可以跟踪项目中所有pod的资源请求或资源限制。默认情况下，配额属性跟踪资源请求。要跟踪资源限制，可以在计算资源名称前面加上限制，例如limit.cpu。

示例一：使用YAML语法定义的ResourceQuota资源，它为对象计数和计算资源指定了配额：

$ cat
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: dev-quota
spec:
  hard:
    services: "10"
    cpu: "1300m"
    memory: "1.5Gi"
$ oc create -f dev-quota.yml

示例二：使用oc create quota命令创建：

$ oc create quota dev-quota \
--hard=services=10 \
--hard=cpu=1300m \
--hard=memory=1.5Gi
$ oc get resourcequota                        #列出可用的配额
$ oc describe resourcequota NAME            #查看与配额中定义的任何与限制相关的统计信息
$ oc delete resourcequota compute-quota        #按名称删除活动配额

提示：若oc describe resourcequota命令不带参数，只显示项目中所有resourcequota对象的累积限制集，而不显示哪个对象定义了哪个限制。

当在项目中首次创建配额时，项目将限制创建任何可能超出配额约束的新资源的能力，然后重新计算资源使用情况。在创建配额和使用数据统计更新之后，项目接受新内容的创建。当创建新资源时，配额使用量立即增加。当一个资源被删除时，在下一次对项目的 quota 统计数据进行全面重新计算时，配额使用将减少。

ResourceQuota 应用于整个项目，但许多 OpenShift 过程，例如 build 和 deployment，在项目中创建 pod，可能会失败，因为启动它们将超过项目 quota。

如果对项目的修改超过了对象数量的 quota，则服务器将拒绝操作，并向用户返回错误消息。但如果修改超出了计算资源的quota，则操作不会立即失败。OpenShift 将重试该操作几次，使管理员有机会增加配额或执行纠正操作，比如上线新节点，扩容节点资源。

注意：如果设置了计算资源的 quota，OpenShift 拒绝创建不指定该计算资源的资源请求或资源限制的pod。

📑应用限制范围

LimitRange资源，也称为limit，定义了计算资源请求的默认值、最小值和最大值，以及项目中定义的单个pod或单个容器的限制，pod的资源请求或限制是其容器的总和。

要理解limit rang和resource quota之间的区别，limit rang为单个pod定义了有效范围和默认值，而resource quota仅为项目中所有pod的和定义了最高值。

通常可同时定义项目的限制和配额。

LimitRange资源还可以为image、is或pvc的存储容量定义默认值、最小值和最大值。如果添加到项目中的资源不提供计算资源请求，那么它将接受项目的limit ranges提供的默认值。如果新资源提供的计算资源请求或限制小于项目的limit range指定的最小值，则不创建该资源。同样，如果新资源提供的计算资源请求或限制高于项目的limit range所指定的最大值，则不会创建该资源。

OpenShift 提供的大多数标准 S2I builder image 和 templabe 都没有指定。要使用受配额限制的 template 和 builder，项目需要包含一个 limit range 对象，该对象为容器资源请求指定默认值。

如下为描述了一些可以由LimitRange对象指定的计算资源。

类型	资源名称	描述
Container	cpu	每个容器允许的最小和最大CPU。
Container	memory	每个容器允许的最小和最大内存
Pod	cpu	一个pod中所有容器允许的最小和最大CPU
Pod	memory	一个pod中所有容器允许的最小和最大内存
Image	storage	可以推送到内部仓库的镜像的最大大小
PVC	storage	一个pvc的容量的最小和最大容量

示例一：limit rang的yaml示例：

$ cat dev-limits.yml
apiVersion: "v1"
kind: "LimitRange"
metadata:
  name: "dev-limits"
spec:
  limits:
    - type: "Pod"
      max:
        cpu: "2"
        memory: "1Gi"
      min:
        cpu: "200m"
        memory: "6Mi"
    - type: "Container"
      default:
        cpu: "1"
        memory: "512Mi"
$ oc create -f dev-limits.yml
$ oc describe limitranges NAME        #查看项目中强制执行的限制约束
$ oc get limits                        #查看项目中强制执行的限制约束
$ oc delete limitranges name        #按名称删除活动的限制范围

提示：OCP 3.9不支持使用oc create命令参数形式创建limit rang。

在项目中创建limit rang之后，将根据项目中的每个limit rang资源评估所有资源创建请求。如果新资源违反由任何limit rang设置的最小或最大约束，则拒绝该资源。如果新资源没有声明配置值，且约束支持默认值，则将默认值作为其使用值应用于新资源。

所有资源更新请求也将根据项目中的每个limit rang资源进行评估，如果更新后的资源违反了任何约束，则拒绝更新。

注意：避免将LimitRange设的过高，或ResourceQuota设的过低。违反LimitRange将阻止pod创建，并清晰保存。违反ResourceQuota将阻止pod被调度，状态转为pending。

📑多项目quota配额

ClusterResourceQuota资源是在集群级别创建的，创建方式类似持久卷，并指定应用于多个项目的资源约束。

可以通过以下两种方式指定哪些项目受集群资源配额限制:

使用openshift.io/requester标记，定义项目所有者，该所有者的所有项目均应用quota；
使用selector，匹配该selector的项目将应用quota。

示例1：

$ oc create clusterquota user-qa \
--project-annotation-selector openshift.io/requester=qa \
--hard pods=12 \
--hard secrets=20            #为qa用户拥有的所有项目创建集群资源配额
$ oc create clusterquota env-qa \
--project-label-selector environment=qa \
--hard pods=10 \
--hard services=5            #为所有具有environment=qa标签的项目创建集群资源配额
$ oc describe QUOTA NAME        #查看应用于当前项目的集群资源配额
$ oc delete clusterquota NAME        #删除集群资源配额

提示：不建议使用一个集群资源配额来匹配超过100个项目。这是为了避免较大的locking开销。当创建或更新项目中的资源时，在搜索所有适用的资源配额时锁定项目需要较大的资源消耗。

📜课本练习

📑前置准备

[student@workstation ~]$ lab install-prepare setup
[student@workstation ~]$ cd /home/student/do280-ansible
[student@workstation do280-ansible]$ ./install.sh

提示：若已经拥有一个完整环境，可不执行。

📑本练习准备

[student@workstation ~]$ lab monitor-limit setup

📑查看当前资源

[student@workstation ~]$ oc login -u admin -p redhat https://master.lab.example.com
[student@workstation ~]$ oc describe node node1.lab.example.com | grep -A  4 Allocated
Allocated resources:
  (Total limits may be over 100 percent, i.e., overcommitted.)
  CPU Requests  CPU Limits  Memory Requests   Memory Limits
  ------------  ----------  ---------------   -------------
  300m (15%)    0 (0%)      2605306368 (32%)  8250M (101%)
[student@workstation ~]$ oc describe node node2.lab.example.com | grep -A  4 Allocated
Allocated resources:
  (Total limits may be over 100 percent, i.e., overcommitted.)
  CPU Requests  CPU Limits  Memory Requests  Memory Limits
  ------------  ----------  ---------------  -------------
  100m (5%)     0 (0%)      256Mi (3%)       0 (0%)

📑创建应用

[student@workstation ~]$ oc new-project resources
[student@workstation ~]$ oc new-app --name=hello \
--docker-image=registry.lab.example.com/openshift/hello-openshift
[student@workstation ~]$ oc get pod -o wide
NAME            READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
hello-1-fl9x4   1/1       Running   0          15s       10.129.1.42   node2.lab.example.com

确保从该节点分配的资源没有更改。只检查运行hello pod的节点，使用上一步的输出:

[student@workstation ~]$ oc describe node node2.lab.example.com | grep -A  4 Allocated
Allocated resources:
  (Total limits may be over 100 percent, i.e., overcommitted.)
  CPU Requests  CPU Limits  Memory Requests  Memory Limits
  ------------  ----------  ---------------  -------------
  100m (5%)     0 (0%)      256Mi (3%)       0 (0%)

📑删除应用

[student@workstation ~]$ oc delete all -l app=hello
deploymentconfig "hello" deleted
imagestream "hello" deleted
pod "hello-1-fl9x4" deleted
service "hello" deleted

📑添加资源限制

作为集群管理员，向项目添加quota和limit range，以便为项目中的pod提供默认资源请求。

[student@workstation ~]$ cat DO280/labs/monitor-limit/limits.yml
apiVersion: "v1"
kind: "LimitRange"
metadata:
  name: "project-limits"
spec:
  limits:
    - type: "Container"
      default:
        cpu: "250m"
[student@workstation ~]$ oc create -f DO280/labs/monitor-limit/limits.yml
limitrange "project-limits" created
[student@workstation ~]$ oc describe limitrange 
Name:       project-limits
Namespace:  resources
Type        Resource  Min  Max  Default Request  Default Limit  Max Limit/Request Ratio
----        --------  ---  ---  ---------------  -------------  -----------------------
Container   cpu       -    -    250m             250m

[student@workstation ~]$ cat DO280/labs/monitor-limit/quota.yml 
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: project-quota
spec:
  hard:
    cpu: "900m"
[student@workstation ~]$ oc create -f DO280/labs/monitor-limit/quota.yml
resourcequota "project-quota" created
[student@workstation ~]$ oc describe quota 
Name:       project-quota
Namespace:  resources
Resource    Used  Hard
--------    ----  ----
cpu         0     900m

📑授权项目

[student@workstation ~]$  oc adm policy add-role-to-user edit developer
role "edit" added: "developer"

📑验证资源限制

[student@workstation ~]$ oc login -u developer -p redhat https://master.lab.example.com
[student@workstation ~]$ oc project resources
Already on project "resources" on server "https://master.lab.example.com:443".

[student@workstation ~]$ oc get limits
NAME             AGE
project-limits   10m

[student@workstation ~]$ oc delete limits project-limits  
#验证限制是否有效，但developer用户不能删除该限制
Error from server (Forbidden): limitranges "project-limits" is forbidden: User "developer" cannot delete limitranges in the namespace "resources": User "developer" cannot delete limitranges in project "resources"

[student@workstation ~]$ oc get quota
NAME            AGE
project-quota   10m

[student@workstation ~]$ oc delete quota project-quota
Error from server (Forbidden): resourcequotas "project-quota" is forbidden: User "developer" cannot delete resourcequotas in the namespace "resources": User "developer" cannot delete resourcequotas in project "resources"

📑创建应用

[student@workstation ~]$ oc new-app --name=hello \
--docker-image=registry.lab.example.com/openshift/hello-openshift
[student@workstation ~]$ oc get pod
NAME             READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-1-deploy   1/1       Running   0          4s

📑查看quota

[student@workstation ~]$ oc describe quota 
Name:       project-quota
Namespace:  resources
Resource    Used  Hard
--------    ----  ----
cpu         250m  900m

📑查看节点可用资源

[student@workstation ~]$ oc login -u admin -p redhat
[student@workstation ~]$ oc get pod -o wide -n resources
NAME            READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
hello-1-8hfdd   1/1       Running   0          1m        10.129.1.44   node2.lab.example.com
[student@workstation ~]$ oc describe node node2.lab.example.com | grep -A 4 Allocated
Allocated resources:
  (Total limits may be over 100 percent, i.e., overcommitted.)
  CPU Requests  CPU Limits  Memory Requests  Memory Limits
  ------------  ----------  ---------------  -------------
  350m (17%)    250m (12%)  256Mi (3%)       0 (0%)
[student@workstation ~]$ oc describe pod hello-1-8hfdd | grep -A 2 Requests
    Requests:
      cpu:        250m
    Environment:  <none>

📑扩容应用

[student@workstation ~]$ oc scale dc hello --replicas=2   #扩容应用
[student@workstation ~]$ oc get pod                     #查看扩容后的pod
NAME            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-1-8hfdd   1/1       Running   0          5m
hello-1-n57bg   1/1       Running   0          5s
[student@workstation ~]$ oc describe quota            #查看扩容后的quota情况
Name:       project-quota
Namespace:  resources
Resource    Used  Hard
--------    ----  ----
cpu         500m  900m
[student@workstation ~]$ oc scale dc hello --replicas=4        #继续扩容至4个
[student@workstation ~]$ oc get pod                          #查看扩容的pod
NAME            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-1-2g85l   1/1       Running   0          5s
hello-1-8hfdd   1/1       Running   0          6m
hello-1-n57bg   1/1       Running   0          1m
[student@workstation ~]$ oc describe dc hello | grep Replicas    #查看replaces情况
Replicas:    4
    Replicas:    3 current / 4 desired
[student@workstation ~]$ oc get events | grep -i error
1m          1m           1         hello-1.166d5116f4df266c          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           Error creating: pods "hello-1-ndjw7" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m
1m          1m           1         hello-1.166d5116f65c6908          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           Error creating: pods "hello-1-gm44g" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m
1m          1m           1         hello-1.166d5116f746f1ed          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           Error creating: pods "hello-1-2kr2d" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m
1m          1m           1         hello-1.166d5116f7e591e0          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           Error creating: pods "hello-1-l9t5w" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m
1m          1m           1         hello-1.166d5116fa9e8169          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           Error creating: pods "hello-1-9hv58" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m
1m          1m           1         hello-1.166d5116ffe7f28e          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           Error creating: pods "hello-1-ldp5d" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m
1m          1m           1         hello-1.166d511709c538bd          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           Error creating: pods "hello-1-qbklb" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m
1m          1m           1         hello-1.166d51171d434fb1          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           Error creating: pods "hello-1-m9th2" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m
1m          1m           1         hello-1.166d511743c4b981          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           Error creating: pods "hello-1-qkmlm" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m
41s         1m           6         hello-1.166d5117907668dd          ReplicationController                                 Warning   FailedCreate                  replication-controller           (combined from similar events): Error creating: pods "hello-1-9t64x" is forbidden: exceeded quota: project-quota, requested: cpu=250m, used: cpu=750m, limited: cpu=900m

结论：由于超过了配额规定，会提示控制器无法创建第四个pod。

📑添加配额请求

[student@workstation ~]$ oc scale dc hello --replicas=1
[student@workstation ~]$ oc get pod
NAME            READY     STATUS        RESTARTS   AGE
hello-1-8hfdd   1/1       Running       0          28m
hello-1-n57bg   0/1       Terminating   0          23m
[student@workstation ~]$ oc get pod
NAME            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-1-8hfdd   1/1       Running   0          28m
[student@workstation ~]$ oc set resources dc hello --requests=memory=256Mi    #设置资源请求
[student@workstation ~]$ oc get pod
NAME            READY     STATUS        RESTARTS   AGE
hello-1-8hfdd   0/1       Terminating   0          36m
hello-2-nd52c   1/1       Running       0          10s
[student@workstation ~]$ oc get pod
NAME            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-2-nd52c   1/1       Running   0          13s
[student@workstation ~]$ oc describe pod hello-2-nd52c   | grep -A 3 Requests
    Requests:
      cpu:        250m
      memory:     256Mi
    Environment:  <none>
[student@workstation ~]$ oc describe quota                    #查看quota
Name:       project-quota
Namespace:  resources
Resource    Used  Hard
--------    ----  ----
cpu         250m  900m

结论：由上可知从项目的配额角度来看，没有什么变化

📑增大配额请求

[student@workstation ~]$ oc set resources dc hello --requests=memory=8Gi
deploymentconfig "hello" resource requirements updated
[student@workstation ~]$ oc get pod
NAME             READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-2-nd52c    1/1       Running   0          13m
hello-3-5xnmp    0/1       Pending   0          9s
hello-3-deploy   1/1       Running   0          14s
[student@workstation ~]$ oc logs hello-3-deploy 
--> Scaling up hello-3 from 0 to 1, scaling down hello-2 from 1 to 0 (keep 1 pods available, don't exceed 2 pods)
    Scaling hello-3 up to 1
[student@workstation ~]$ oc status
In project resources on server https://master.lab.example.com:443

svc/hello - 172.30.192.95 ports 8080, 8888
  dc/hello deploys istag/hello:latest 
    deployment #3 running for about a minute - 0/1 pods
    deployment #2 deployed 14 minutes ago - 1 pod
    deployment #1 deployed about an hour ago

3 infos identified, use 'oc status -v' to see details.
[student@workstation ~]$ oc get events | grep hello-3.
3s          3m           15        hello-3-5xnmp.166d5367c0dab13a    Pod                                                   Warning   FailedScheduling              default-scheduler                0/3 nodes are available: 1 MatchNodeSelector, 3 Insufficient memory.

结论：由于资源请求超过node最大值，最终显示一个警告，说明由于内存不足，无法将pod调度到任何节点。

📑清除项目

[student@workstation ~]$ oc login -u admin -p redhat
[student@workstation ~]$ oc delete project resources
project "resources" deleted

💡总结

RHCA认证需要经历5门的学习与考试，还是需要花不少时间去学习与备考的，好好加油，可以噶🤪。

以上就是【金鱼哥】对 第九章管理和监控OpenShift平台--资源限制 的简述和讲解。希望能对看到此文章的小伙伴有所帮助。

💾 红帽认证专栏系列：
RHCSA专栏：戏说 RHCSA 认证
RHCE专栏：戏说 RHCE 认证
此文章收录在RHCA专栏： RHCA 回忆录

如果这篇【文章】有帮助到你，希望可以给【金鱼哥】点个赞👍，创作不易，相比官方的陈述，我更喜欢用【通俗易懂】的文笔去讲解每一个知识点。

如果有对【运维技术】感兴趣，也欢迎关注❤️❤️❤️ 【金鱼哥】❤️❤️❤️，我将会给你带来巨大的【收获与惊喜】💕💕！

金鱼哥RHCA回忆录：DO280管理和监控OpenShift平台--资源限制

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