为容器和 Pod 分配 CPU 资源
此页面展示了如何为容器分配 CPU *请求* 和 CPU *限制*。容器无法使用超过配置限制的 CPU。只要系统有空闲的 CPU 时间，容器就能保证被分配到它请求的 CPU 资源。
开始之前
您需要有一个 Kubernetes 集群，并且 kubectl 命令行工具必须配置为与您的集群通信。建议在至少有两个节点（不充当控制平面主机）的集群上运行本教程。如果您还没有集群，可以使用 minikube 创建一个，或者使用以下 Kubernetes 游乐场之一
要检查版本，请输入kubectl version。您的集群必须至少有 1 个 CPU 可用以运行任务示例。
本页面的某些步骤需要您在集群中运行 metrics-server 服务。如果您已运行 metrics-server，则可以跳过这些步骤。
如果您正在运行 Minikube，请运行以下命令以启用 metrics-server
minikube addons enable metrics-server
要查看 metrics-server（或其他资源指标 API 提供者，metrics.k8s.io）是否正在运行，请键入以下命令
kubectl get apiservices
如果资源指标 API 可用，输出将包含对 metrics.k8s.io 的引用。
NAME
v1beta1.metrics.k8s.io
创建命名空间
创建一个 命名空间，以便您在此练习中创建的资源与集群中的其他资源隔离。
kubectl create namespace cpu-example
指定 CPU 请求和 CPU 限制
要为容器指定 CPU 请求，请在容器资源清单中包含 resources:requests 字段。要指定 CPU 限制，请包含 resources:limits。
在本练习中，您将创建一个包含一个容器的 Pod。该容器的请求为 0.5 个 CPU，限制为 1 个 CPU。以下是 Pod 的配置文件
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: cpu-demo
namespace: cpu-example
spec:
containers:
- name: cpu-demo-ctr
image: vish/stress
resources:
limits:
cpu: "1"
requests:
cpu: "0.5"
args:
- -cpus
- "2"
配置文件的 args 部分为容器启动时提供参数。-cpus "2" 参数告诉容器尝试使用 2 个 CPU。
创建 Pod
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/resource/cpu-request-limit.yaml --namespace=cpu-example
验证 Pod 是否正在运行
kubectl get pod cpu-demo --namespace=cpu-example
查看有关 Pod 的详细信息
kubectl get pod cpu-demo --output=yaml --namespace=cpu-example
输出显示 Pod 中的单个容器的 CPU 请求为 500 毫 CPU，CPU 限制为 1 个 CPU。
resources:
limits:
cpu: "1"
requests:
cpu: 500m
使用 kubectl top 获取 Pod 的指标
kubectl top pod cpu-demo --namespace=cpu-example
此示例输出显示 Pod 正在使用 974 毫 CPU，略低于 Pod 配置中指定的 1 个 CPU 限制。
NAME CPU(cores) MEMORY(bytes)
cpu-demo 974m <something>
回想一下，通过设置 -cpu "2"，您配置了容器尝试使用 2 个 CPU，但容器只被允许使用大约 1 个 CPU。容器的 CPU 使用量正在被限制，因为容器试图使用超过其限制的 CPU 资源。
注意
CPU 使用量低于 1.0 的另一个可能解释是，节点可能没有足够的 CPU 资源可用。回想一下，本练习的前提条件要求您的集群至少有 1 个 CPU 可用。如果您的容器运行在只有 1 个 CPU 的节点上，那么无论为容器指定的 CPU 限制是多少，容器都无法使用超过 1 个 CPU。CPU 单位
CPU 资源以 *CPU* 单位衡量。在 Kubernetes 中，一个 CPU 等效于
- 1 个 AWS vCPU
- 1 个 GCP 内核
- 1 个 Azure vCore
- 具有超线程的裸机英特尔处理器上的 1 个超线程
允许使用小数。请求 0.5 个 CPU 的容器，其 CPU 保证量是请求 1 个 CPU 的容器的一半。您可以使用后缀 m 表示毫。例如，100m CPU、100 毫 CPU 和 0.1 个 CPU 都是一样的。不允许精度低于 1m。
CPU 始终以绝对量请求，而不是以相对量请求；0.1 在单核、双核或 48 核机器上都是相同的 CPU 量。
删除您的 Pod
kubectl delete pod cpu-demo --namespace=cpu-example
指定对您的节点来说过大的 CPU 请求
CPU 请求和限制与容器相关联，但将 Pod 视为具有 CPU 请求和限制是有帮助的。Pod 的 CPU 请求是 Pod 中所有容器的 CPU 请求之和。同样，Pod 的 CPU 限制是 Pod 中所有容器的 CPU 限制之和。
Pod 调度基于请求。只有当节点有足够的 CPU 资源来满足 Pod CPU 请求时，Pod 才会被调度到该节点上运行。
在本练习中，您将创建一个 CPU 请求超过集群中任何节点容量的 Pod。以下是包含一个容器的 Pod 的配置文件。该容器请求 100 个 CPU，这很可能超过集群中任何节点的容量。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: cpu-demo-2
namespace: cpu-example
spec:
containers:
- name: cpu-demo-ctr-2
image: vish/stress
resources:
limits:
cpu: "100"
requests:
cpu: "100"
args:
- -cpus
- "2"
创建 Pod
kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/resource/cpu-request-limit-2.yaml --namespace=cpu-example
查看 Pod 状态
kubectl get pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example
输出显示 Pod 状态为 Pending。也就是说，Pod 尚未被调度到任何节点上运行，并且将无限期地保持 Pending 状态
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
cpu-demo-2 0/1 Pending 0 7m
查看有关 Pod 的详细信息，包括事件
kubectl describe pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example
输出显示容器无法调度，因为节点上的 CPU 资源不足
Events:
Reason Message
------ -------
FailedScheduling No nodes are available that match all of the following predicates:: Insufficient cpu (3).
删除您的 Pod
kubectl delete pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example
如果您没有指定 CPU 限制
如果您没有为容器指定 CPU 限制，则以下情况之一适用
容器没有 CPU 资源使用上限。容器可以使用运行它的节点上所有可用的 CPU 资源。
容器运行在具有默认 CPU 限制的命名空间中，并且容器会自动分配默认限制。集群管理员可以使用 LimitRange 为 CPU 限制指定默认值。
如果您指定了 CPU 限制，但没有指定 CPU 请求
如果您为容器指定了 CPU 限制，但没有指定 CPU 请求，Kubernetes 会自动分配与限制匹配的 CPU 请求。类似地，如果容器指定了自己的内存限制，但没有指定内存请求，Kubernetes 会自动分配与限制匹配的内存请求。
CPU 请求和限制的动机
通过配置集群节点上运行的容器的 CPU 请求和限制，您可以有效地利用集群节点上可用的 CPU 资源。通过将 Pod CPU 请求保持在较低水平，您可以为 Pod 提供良好的调度机会。通过设置大于 CPU 请求的 CPU 限制，您可以实现两件事
- Pod 可能会有突发活动，在这些活动中，它会利用碰巧可用的 CPU 资源。
- Pod 在突发期间可以使用的 CPU 资源量限制在合理范围内。
清理
删除您的命名空间
kubectl delete namespace cpu-example