Pod 服务质量等级

本页面介绍 Kubernetes 中的*服务质量 (QoS) 类别*，并解释 Kubernetes 如何根据您为 Pod 中的容器指定的资源约束将 QoS 类别分配给每个 Pod。当节点上没有足够的可用资源时，Kubernetes 依靠此分类来决定要驱逐哪些 Pod。

服务质量类别

Kubernetes 对您运行的 Pod 进行分类，并将每个 Pod 分配到特定的*服务质量 (QoS) 类别*中。Kubernetes 使用该分类来影响不同 Pod 的处理方式。Kubernetes 根据 Pod 中容器的资源请求以及这些请求与资源限制的关系进行分类。这被称为服务质量 (QoS) 类别。Kubernetes 根据其组件容器的资源请求和限制为每个 Pod 分配一个 QoS 类别。Kubernetes 使用 QoS 类别来决定在遇到节点压力时要从节点中驱逐哪些 Pod。可能的 QoS 类别是 Guaranteed、Burstable 和 BestEffort。当节点资源耗尽时，Kubernetes 将首先驱逐在该节点上运行的 BestEffort Pod，然后是 Burstable Pod，最后是 Guaranteed Pod。当这种驱逐是由于资源压力造成的，则只有超过资源请求的 Pod 才会成为驱逐的候选对象。

Guaranteed

Guaranteed 的 Pod 具有最严格的资源限制，并且最不可能面临驱逐。除非它们超过其限制或节点上没有可以抢占的低优先级 Pod，否则保证不会被终止。它们可能无法获取超出其指定限制的资源。这些 Pod 还可以使用 static CPU 管理策略来使用独占 CPU。

标准

要使 Pod 获得 Guaranteed 的 QoS 类别

  • Pod 中的每个容器都必须有内存限制和内存请求。
  • 对于 Pod 中的每个容器，内存限制必须等于内存请求。
  • Pod 中的每个容器都必须有 CPU 限制和 CPU 请求。
  • 对于 Pod 中的每个容器，CPU 限制必须等于 CPU 请求。

Burstable

Burstable 的 Pod 具有一些基于请求的资源下限保证，但不需要特定的限制。如果没有指定限制，则默认为等于节点容量的限制，这允许 Pod 在资源可用时灵活地增加其资源。如果由于节点资源压力而导致 Pod 驱逐，则只有在所有 BestEffort Pod 都被驱逐后，才会驱逐这些 Pod。因为 Burstable Pod 可以包含没有资源限制或请求的容器，所以 Burstable 的 Pod 可以尝试使用任意数量的节点资源。

标准

如果满足以下条件，则为 Pod 指定 Burstable 的 QoS 类别

  • Pod 不符合 QoS 类别 Guaranteed 的标准。
  • Pod 中至少有一个容器有内存或 CPU 请求或限制。

BestEffort

BestEffort QoS 类别中的 Pod 可以使用未专门分配给其他 QoS 类别中的 Pod 的节点资源。例如，如果您的节点有 16 个 CPU 核心可供 kubelet 使用，并且您将 4 个 CPU 核心分配给 Guaranteed Pod，则 BestEffort QoS 类别中的 Pod 可以尝试使用剩余的 12 个 CPU 核心中的任意数量。

如果节点面临资源压力，kubelet 更倾向于驱逐 BestEffort Pod。

标准

如果 Pod 不符合 Guaranteed 或 Burstable 的标准，则其 QoS 类别为 BestEffort。换句话说，只有当 Pod 中的任何容器都没有内存限制或内存请求，并且 Pod 中的任何容器都没有 CPU 限制或 CPU 请求时，Pod 才是 BestEffort。Pod 中的容器可以请求其他资源（不是 CPU 或内存），并且仍然被归类为 BestEffort。

使用 cgroup v2 的内存 QoS

功能状态： Kubernetes v1.22 [alpha]

内存 QoS 使用 cgroup v2 的内存控制器来保证 Kubernetes 中的内存资源。Pod 中容器的内存请求和限制用于设置内存控制器提供的特定接口 memory.min 和 memory.high。当 memory.min 设置为内存请求时，内存资源将被保留，并且永远不会被内核回收；这就是内存 QoS 如何确保 Kubernetes Pod 的内存可用性。如果在容器中设置了内存限制，这意味着系统需要限制容器的内存使用；内存 QoS 使用 memory.high 来限制接近其内存限制的工作负载，确保系统不会因瞬时内存分配而过载。

内存 QoS 依靠 QoS 类别来确定要应用哪些设置；但是，这些是不同的机制，它们都提供了对服务质量的控制。

某些行为与 QoS 类别无关

某些行为与 Kubernetes 分配的 QoS 类别无关。例如

  • 任何超过资源限制的容器都将被 kubelet 终止并重新启动，而不会影响该 Pod 中的其他容器。

  • 如果一个容器超过其资源请求，并且它运行的节点面临资源压力，则它所在的 Pod 将成为驱逐的候选对象。如果发生这种情况，Pod 中的所有容器都将被终止。Kubernetes 可能会创建一个替换 Pod，通常在不同的节点上。

  • Pod 的资源请求等于其组件容器的资源请求之和，Pod 的资源限制等于其组件容器的资源限制之和。

  • kube-scheduler 在选择要抢占的 Pod 时不考虑 QoS 类别。当集群没有足够的资源来运行您定义的所有 Pod 时，可能会发生抢占。

下一步

上次修改时间：2024 年 4 月 20 日上午 12:16 PST：修复了 pod-qos.md 中的功能状态 (aeb36c0c72)