编辑“︁Kubernetes资源管理”︁

= Kubernetes资源管理 =

'''Kubernetes资源管理'''是确保集群中的应用程序高效运行的关键实践。它涉及合理分配和限制计算资源（如CPU和内存），以避免资源争用、提高性能并保证稳定性。本文将详细介绍Kubernetes中的资源请求（Requests）、限制（Limits）、服务质量（QoS）类别以及实际配置方法。

== 核心概念 ==

=== 资源请求（Requests）和限制（Limits） ===
在Kubernetes中，Pod可以通过以下两种方式声明资源需求：
* '''Requests'''：容器启动时预留的最小资源量。调度器根据该值选择满足条件的节点。
* '''Limits'''：容器能使用的资源上限，超过此值可能被终止或限制。

资源类型包括：
* <code>cpu</code>：以毫核（m）为单位（如1000m=1核）
* <code>memory</code>：以字节为单位（如1Gi=1024Mi）

=== 服务质量（QoS）类别 ===
根据资源配置，Pod会被自动分类为不同QoS级别：
{| class="wikitable"
! QoS类别 !! 条件 !! 优先级
|-
| Guaranteed | 所有容器设置相同Requests和Limits | 最高
|-
| Burstable | 至少一个容器设置Requests | 中
|-
| BestEffort | 未设置任何资源限制 | 最低
|}

<mermaid>
pie
    title QoS类别分布示例
    "Guaranteed" : 35
    "Burstable" : 50
    "BestEffort" : 15
</mermaid>

== 配置示例 ==

以下是一个同时设置CPU和内存的Pod示例：

<syntaxhighlight lang="yaml">
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: resource-demo
spec:
  containers:
  - name: app-container
    image: nginx:latest
    resources:
      requests:
        memory: "256Mi"
        cpu: "500m"
      limits:
        memory: "512Mi"
        cpu: "1000m"
</syntaxhighlight>

'''关键解释'''：
* 该容器启动时保证获得至少0.5核CPU和256MB内存
* 最多可使用1核CPU和512MB内存
* 该Pod属于Guaranteed QoS类别

== 数学原理 ==

资源分配遵循以下公式：
<math>
\text{实际分配量} = \max(\text{Requests}, \min(\text{实际需求}, \text{Limits}))
</math>

== 最佳实践 ==

=== 1. 生产环境配置建议 ===
* 始终设置Requests和Limits
* 内存Limits应比Requests高20-30%以应对突发流量
* CPU Limits谨慎设置（可能引发节流）

=== 2. 监控与调优 ===
使用工具链获取真实资源使用情况：
* <code>kubectl top pods</code>
* Prometheus + Grafana监控
* Vertical Pod Autoscaler自动调整

=== 3. 命名空间配额 ===
通过ResourceQuota限制命名空间资源总量：
<syntaxhighlight lang="yaml">
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: team-quota
spec:
  hard:
    requests.cpu: "10"
    requests.memory: 20Gi
    limits.cpu: "20"
    limits.memory: 40Gi
</syntaxhighlight>

== 实际案例 ==

'''电商平台场景'''：
* 前端服务：Burstable QoS（允许CPU突发）
* 支付服务：Guaranteed QoS（严格保障资源）
* 日志收集器：BestEffort QoS（不影响核心业务）

<mermaid>
gantt
    title 资源分配时间线
    dateFormat  HH:mm
    section 高峰期
    支付服务 :active, 09:00, 12:00
    前端服务 :crit, 09:00, 12:00
    section 日常
    日志收集器 :09:00, 18:00
</mermaid>

== 常见问题 ==

'''Q：为什么我的Pod频繁重启？'''
A：可能内存超过Limits被OOMKilled，检查：
<syntaxhighlight lang="bash">
kubectl describe pod | grep OOM
</syntaxhighlight>

'''Q：如何计算合适的Requests值？'''
A：参考历史监控数据的P99值，公式：
<math>
\text{Requests} = \text{平均使用量} + 2\times\text{标准差}
</math>

== 总结 ==
有效的资源管理需要：
1. 理解应用程序的真实需求
2. 合理设置Requests/Limits
3. 持续监控和优化
4. 利用命名空间配额进行多租户隔离

通过本文介绍的方法，您可以显著提高Kubernetes集群的稳定性和资源利用率。

[[Category:集成部署]]
[[Category:Kubernetes]]
[[Category:Kubernetes最佳实践]]