Kubernetes实战系列（4）

这一篇主要讲讲K8S集群中的资源相关的内容，包括使用资源配额quota，还有资源紧张的时候使用优先级类PriorityClass，使用动态缩放器（HPA和VPA）来让pod在繁忙的时候能够应对。

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资源配额Quota

准确来说，资源配额是用来限制命名空间内pod等工作负载对资源的使用的，可以限制pod的数量，cpu的总使用量，内存的总使用量等。

这里限制默认的命名空间只能够使用10个pod，cpu设置为1000m，也就是一个逻辑处理器。一个逻辑处理器也就是1000m，至于内存的话，注意使用Mi而不是MiB。

可以通过kubectl get quota来查看默认命名空间的资源配额的使用情况，可以通过kubectl describe quota myquota来查看详细信息，这里就不概述了。

可以尝试创建10个以上的pod试试，然后查看资源配额的使用情况，发现还是3个。这是因为deployment的复制集指定了要10个pod，但是不能满足，所以整个deployment都不能调度。

如下是通过describe查看到的具体信息，可以看到创建失败这个复制集，描述的是整个复制集的状态。这就是资源配额能够起到的作用。

Pod资源调度

上面的quota是站在命名空间的角度来看的，那么对于pod来说能否设置资源的需求呢？答案是可以的，并且设置pod的资源需求会影响pod本身的调度，因为调度器会将能够满足pod需求的节点上。

准确来说是在spec.resources.requests字段和spec.resources.limits字段来设置cpu和memory的使用量，节点需要满足requests的请求才能够调度该pod（该requests数值×容器数量），至于limits是限制pod内容器使用过多资源，当超过limits的时候就会杀死对应的容器。

不过这个Pod的资源还是和资源配额quota有关系的，上面我们只通过--hard参数指定了cpu和memory的使用量，实际上这默认是requests的限制，如果要设置limits的限制，需要使用--hard=limits.cpu=来设置。

前后的区别就是多一列，仔细看是多了LIMIT这一列。如果总的Pod的requests或者limits资源（pod数×数值×容器数）已经超过了资源配额的限制，则会创建失败。

优先级类

虽然上面确实设置了命名空间或者pod的资源占用情况，但是还是有时候资源会不足。这时候集群里面的各个工作负载就会出现竞争情况。可能是pod过度调度导致的，也有可能是pod实际使用的资源比它声明的要多。

反正就是资源紧张的时候就会出现竞争，那么肯定不能当核心业务受损呀。所以给核心业务一个更高的优先级，而且在k8s中默认是采用抢占式的，优先级高的pod能够抢占别人的资源。不过可以通过设置--preemption-policy=Nerver来禁止抢占。

我们通过预定义优先级类，然后让pod使用该优先级达到效果，通过spec.priorityClassName指定。优先级需要指定value，范围是0~2的32次方-1，也就是差不多10亿以上。

自动缩放

主要指的是Pod的自动缩放，包括水平自动缩放和垂直自动缩放。前者通过增加pod的数量，后者则是增加pod的资源。两者都需要metrics server服务，不过VPA更加复杂，还需要安装三个组件。

使用kubectl autoscale deployment name --cpu-percent=50 --min=1 --max=5就可以创建一个HPV了，这比较简单。默认是达到条件（cpu繁忙）立刻增加pod数量，但是cpu不繁忙的时候要等五分钟才能够看到pod减少。

configMap和Secret

使用命令行创建configMap也简单，主要是通过--from-literal和--from-file两个参数来设置的。不过注意的是，通过describe查看是明文的，意味着不适合存储敏感数据。

不过使用secret则可以很好的解决这个问题，创建secret的方法和configMap类似，第一个docker-registry用于存储docker仓库的认证信息，generic则是通用型secret，而tls则是存储tsl的公私钥和证书。其中只有generic是自定义字段，可以通过--from-file和--from-literal来设置。

kubectl create secret (docker-registry | generic | tls) [options]

并且通过describe查看的时候就看不到数据了，不过实际上数据并不是加密的，而是通过base64编码的。

configMap和secret一般作为环境变量和挂载卷给Pod使用，如何作为环境变量呢？是通过spec.containers.env.valueFrom字段设置的（指定configMap的名称和键名），然后在spec.containers.env.name设置键名。

至于挂载，则是在spec.volumes.configMap字段设置，指定名称就好了。不过说到挂载，可以提一提emptyDir，是通过spec.volumes.emptyDir指定，value可以是{}，也可以是sizeLimit: 2Gi这样的键值对。不过它实质上是hostPath类型，只不过用的是临时目录。

配置持久存储

虽然主要是使用PV和PVC，但是hostPath类型也能够实现持久存储，只不过挂载目录在pod所在的节点上，当pod迁移的时候就会很麻烦。

可以通过spec.volumes.hostPath指定path和type指定，type主要是用于校验path的，确保file是file，目录是目录，错误则会报错。如果type为空，则可能会导致安全问题。

但是重点是如何创建PV和PVC，不过这两个都不能够通过命令行创建，并且这属于集群资源。使用PVC的时候不但可以通过spec.volumeName指定PV，还可以通过spec.storageClassName指定存储类，这样Kubernetes 会检查该 PV 的容量和访问模式是否满足 PVC 的要求。如果不满足，绑定会失败，并 fallback 到存储类动态供给。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:name: my-static-pv
spec:storageClassName: fast-ssd # 手动指定该PV属于'fast-ssd'存储类capacity:storage: 10GiaccessModes:- ReadWriteOncenfs:server: nfs-server.example.compath: /exports/data

要注意的是如果PV指定了存储类，PVC也要指定同样的存储类，否则无法绑定。或者说都不指定存储类，不过不利于分类。

存储类不一定需要有动态供给能力，可以是自定义的。如下是一个虚拟的 provisioner 名称​​，实际不存在对应的驱动。Kubernetes 看到这个 provisioner 时，​​​​不会尝试动态创建 PV​​，但会允许 PVC 绑定到手动创建的、同名的 PV。

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:name: my-nfs-class
provisioner: example.com/no-provisioner  # 关键：使用一个假的后端驱动
reclaimPolicy: Retain                   # 统一回收策略
volumeBindingMode: Immediate            # 绑定模式