# コンテナおよびPodへのCPUリソースの割り当て LLMS index: [llms.txt](/llms.txt) --- このページでは、CPUの *request* と *limit* をコンテナに割り当てる方法について示します。コンテナは設定された制限を超えてCPUを使用することはできません。システムにCPUの空き時間がある場合、コンテナには要求されたCPUを割り当てられます。 ## 始める前に

Kubernetesクラスターが必要、かつそのクラスターと通信するためにkubectlコマンドラインツールが設定されている必要があります。このチュートリアルは、コントロールプレーンのホストとして動作していない少なくとも2つのノードを持つクラスターで実行することをおすすめします。まだクラスターがない場合、minikubeを使って作成するか、以下のいずれかのKubernetesプレイグラウンドも使用できます:

バージョンを確認するには次のコマンドを実行してください: kubectl version.

タスク例を実行するには、クラスターに少なくとも利用可能な1 CPUが必要です。このページのいくつかの手順では、クラスターにて[metrics-server](https://github.com/kubernetes-incubator/metrics-server)サービスを実行する必要があります。すでにmetrics-serverが動作している場合、これらの手順をスキップできます。を動作させている場合、以下のコマンドによりmetrics-serverを有効にできます: ```shell minikube addons enable metrics-server ``` metrics-serverが実行されているか、もしくはリソースメトリクスAPI (`metrics.k8s.io`) の別のプロバイダーが実行されていることを確認するには、以下のコマンドを実行してください: ```shell kubectl get apiservices ``` リソースメトリクスAPIが利用可能であれば、出力には `metrics.k8s.io` への参照が含まれます。 ``` NAME v1beta1.metrics.k8s.io ``` ## namespaceの作成この練習で作成するリソースがクラスター内で分離されるよう、を作成します。 ```shell kubectl create namespace cpu-example ``` ## CPUの要求と制限を指定するコンテナにCPUの要求を指定するには、コンテナのリソースマニフェストに`resources:requests`フィールドを追記します。CPUの制限を指定するには、`resources:limits`を追記します。この練習では、一つのコンテナをもつPodを作成します。コンテナに0.5 CPUの要求と1 CPUの制限を与えます。Podの設定ファイルは次のようになります:

    pods/resource/cpu-request-limit.yaml
    
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"

設定ファイルの`args`セクションでは、コンテナ起動時の引数を与えます。`-cpus "2"`という引数では、コンテナに2 CPUを割り当てます。 Podを作成してください: ```shell kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/resource/cpu-request-limit.yaml --namespace=cpu-example ``` Podのコンテナが起動していることを検証してください: ```shell kubectl get pod cpu-demo --namespace=cpu-example ``` Podの詳細な情報を確認してください: ```shell kubectl get pod cpu-demo --output=yaml --namespace=cpu-example ``` この出力では、Pod内の一つのコンテナに500ミリCPUの要求と1 CPUの制限があることを示しています。 ```yaml resources: limits: cpu: "1" requests: cpu: 500m ``` `kubectl top`を実行し、Podのメトリクスを取得してください: ```shell kubectl top pod cpu-demo --namespace=cpu-example ``` この出力では、Podが974ミリCPUを使用していることを示しています。Podの設定で指定した1 CPUの制限よりわずかに小さい値です。 ``` NAME CPU(cores) MEMORY(bytes) cpu-demo 974m ``` `-cpu "2"`を設定することで、コンテナが2 CPU利用しようとすることを思い出してください。しかしながら、コンテナは約1 CPUしか使用することができません。コンテナが制限よりも多くのCPUリソースを利用しようとしているため、コンテナのCPUの利用が抑制されています。

備考:

CPUの使用量が1.0未満である理由の可能性して、ノードに利用可能なCPUリソースが十分にないことが挙げられます。この練習における必要条件として、クラスターに少なくとも利用可能な1 CPUが必要であることを思い出してください。1 CPUのノード上でコンテナを実行させる場合、指定したコンテナのCPU制限にかかわらず、コンテナは1 CPU以上使用することはできません。

## CPUの単位 CPUリソースは *CPU* の単位で示されます。Kubernetesにおいて1つのCPUは次に等しくなります: * 1 AWS vCPU * 1 GCPコア * 1 Azure vCore * ハイパースレッディングが有効なベアメタルIntelプロセッサーの1スレッド小数値も利用可能です。0.5 CPUを要求するコンテナには、1 CPUを要求するコンテナの半分のCPUが与えられます。mというミリを表す接尾辞も使用できます。たとえば、100m CPU、100 milliCPU、0.1 CPUはすべて同じです。1m以上の精度は指定できません。 CPUはつねに絶対量として要求され、決して相対量としては要求されません。0.1はシングルコア、デュアルコア、48コアCPUのマシンで同じ量となります。 Podを削除してください: ```shell kubectl delete pod cpu-demo --namespace=cpu-example ``` ## ノードよりも大きいCPU要求を指定する CPU要求と制限はコンテナと関連づけられていますが、PodにCPU要求と制限が与えられていると考えるとわかりやすいでしょう。PodのCPU要求は、Pod内のすべてのコンテナのCPU要求の合計となります。同様に、PodのCPU制限は、Pod内のすべてのコンテナのCPU制限の合計となります。 Podのスケジューリングはリソースの要求量に基づいています。Podはノード上で動作するうえで、そのCPU要求に対してノードに十分利用可能なCPUリソースがある場合のみスケジュールされます。この練習では、クラスター内のノードのキャパシティを超える大きさのCPU要求を与えたPodを作成します。以下に100 CPUの要求を与えた一つのコンテナを持つ、Podの設定ファイルを示します。これは、クラスター内のノードのキャパシティを超える可能性があります。

    pods/resource/cpu-request-limit-2.yaml
    
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"

Podを作成してください: ```shell kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/resource/cpu-request-limit-2.yaml --namespace=cpu-example ``` Podの状態を確認してください: ```shell kubectl get pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example ``` この出力では、Podのステータスが待機中であることを示しています。つまり、Podがどのノードに対しても実行するようスケジュールされておらず、いつまでも待機状態のままであることを表しています: ``` NAME READY STATUS RESTARTS AGE cpu-demo-2 0/1 Pending 0 7m ``` イベントを含むPodの詳細な情報を確認してください: ```shell kubectl describe pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example ``` この出力では、ノードのCPU不足のためコンテナがスケジュールされないことを示しています: ``` Events: Reason Message ------ ------- FailedScheduling No nodes are available that match all of the following predicates:: Insufficient cpu (3). ``` Podを削除してください: ```shell kubectl delete pod cpu-demo-2 --namespace=cpu-example ``` ## CPU制限を指定しない場合コンテナのCPU制限を指定しない場合、次のいずれかの状態となります: * コンテナのCPUリソースの使用量に上限がない状態となります。コンテナは実行中のノードで利用可能なすべてのCPUを使用できます。 * CPU制限を与えられたnamespaceでコンテナを実行されると、コンテナにはデフォルトの制限値が自動的に指定されます。クラスターの管理者は[LimitRange](/docs/reference/generated/kubernetes-api/v1.36/#limitrange-v1-core)によってCPU制限のデフォルト値を指定できます。 ## CPU要求と制限のモチベーションクラスターで動作するコンテナにCPU要求と制限を設定することで、クラスターのノードで利用可能なCPUリソースを効率的に使用することができます。PodのCPU要求を低く保つことで、Podがスケジュールされやすくなります。CPU要求よりも大きい制限を与えることで、次の2つを実現できます: * Podは利用可能なCPUリソースを、突発的な活動(バースト)に使用することができます。 * バースト中のPodのCPUリソース量は、適切な量に制限されます。 ## クリーンアップ namespaceを削除してください: ```shell kubectl delete namespace cpu-example ``` ## 次の項目 ### アプリケーション開発者向け * [コンテナおよびPodへのメモリーリソースの割り当て](/ja/docs/tasks/configure-pod-container/assign-memory-resource/) * [PodのQuality of Serviceを設定する](/docs/tasks/configure-pod-container/quality-service-pod/) ### クラスター管理者向け * [Namespaceにメモリー要求および制限のデフォルト値を設定する](/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/memory-default-namespace/) * [NamespaceにCPU要求および制限のデフォルト値を設定する](/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/cpu-default-namespace/) * [Namespaceに最小および最大メモリー量の制約を設定する](/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/memory-constraint-namespace/) * [Namespaceに最小および最大のCPU使用量の制約を設定する](/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/cpu-constraint-namespace/) * [NamespaceにメモリーおよびCPUのクォータを設定する](/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/quota-memory-cpu-namespace/) * [NamespaceにPodのクォータを設定する](/docs/tasks/administer-cluster/manage-resources/quota-pod-namespace/) * [APIオブジェクトのクォータを設定する](/docs/tasks/administer-cluster/quota-api-object/)