Накладні витрати, повʼязані з роботою Podʼів

СТАН ФУНКЦІОНАЛУ: Kubernetes v1.24 [stable]

Коли ви запускаєте Pod на вузлі, сам Pod потребує певної кількості системних ресурсів. Ці ресурси додаються до ресурсів, необхідних для запуску контейнерів всередині Pod. У Kubernetes Pod Overhead — це спосіб обліку ресурсів, які використовуються інфраструктурою Pod, понад запити та обмеження контейнерів.

У Kubernetes накладні витрати Pod встановлюються під час допуску з урахуванням перевищення, повʼязаного з RuntimeClass Pod.

Накладні витрати Pod вважаються додатковими до суми запитів ресурсів контейнера при плануванні Pod. Так само, kubelet включатиме накладні витрати Pod при визначенні розміру cgroup Podʼа і при виконанні ранжування виселення Podʼа.

Налаштування накладних витрат Pod

Вам потрібно переконатися, що використовується RuntimeClass, який визначає поле overhead.

Приклад використання

Для роботи з накладними витратами Podʼів вам потрібен RuntimeClass, який визначає поле overhead. Наприклад, ви можете використати таке визначення RuntimeClass з контейнерним середовищем віртуалізації (в цьому прикладі використовується Kata Containers поєднане з монітором віртуальної машини Firecracker), яке використовує приблизно 120MiB на Pod для віртуальної машини та гостьової ОС:

# Вам треба внести зміни в цей приклад, щоб назва відповідала вашому контейнерному середовищу
# та ресурси overhead були додани до вашого кластера.
apiVersion: node.k8s.io/v1
kind: RuntimeClass
metadata:
  name: kata-fc
handler: kata-fc
overhead:
  podFixed:
    memory: "120Mi"
    cpu: "250m"

Робочі навантаження, які створюються з використанням обробника RuntimeClass з іменем kata-fc, беруть участь в обчисленнях квот ресурсів, плануванні вузла, а також розмірі групи контейнерів Pod для памʼяті та CPU.

Розгляньте виконання поданого прикладу робочого навантаження, test-pod:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pod
spec:
  runtimeClassName: kata-fc
  containers:
  - name: busybox-ctr
    image: busybox:1.28
    stdin: true
    tty: true
    resources:
      limits:
        cpu: 500m
        memory: 100Mi
  - name: nginx-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        cpu: 1500m
        memory: 100Mi

Під час обробки допуску (admission) контролер admission controller RuntimeClass оновлює PodSpec робочого навантаження, щоб включити overhead, що є в RuntimeClass. Якщо PodSpec вже має це поле визначеним, Pod буде відхилено. У поданому прикладі, оскільки вказано лише імʼя RuntimeClass, контролер обробки допуску змінює Pod, щоб включити overhead.

Після того, як контролер обробки допуску RuntimeClass вніс зміни, ви можете перевірити оновлене значення overhead Pod:

kubectl get pod test-pod -o jsonpath='{.spec.overhead}'

Вивід:

map[cpu:250m memory:120Mi]

Якщо визначено ResourceQuota, то обчислюється сума запитів контейнера, а також поля overhead.

Коли kube-scheduler вирішує, на якому вузлі слід запускати новий Pod, він бере до уваги overhead цього Pod, а також суму запитів контейнера для цього Pod. Для цього прикладу планувальник додає запити та overhead, а потім шукає вузол, на якому є 2,25 CPU та 320 MiB вільної памʼяті.

Після того, як Pod запланований на вузол, kubelet на цьому вузлі створює нову cgroup для Pod. Це саме той Pod, в межах якого контейнерне середовище створює контейнери.

Якщо для кожного контейнера визначено ліміт ресурсу (Guaranteed QoS або Burstable QoS з визначеними лімітами), то kubelet встановлює верхній ліміт для групи контейнерів Pod, повʼязаних з цим ресурсом (cpu.cfs_quota_us для CPU та memory.limit_in_bytes для памʼяті). Цей верхній ліміт базується на сумі лімітів контейнера плюс поле overhead, визначене в PodSpec.

Для CPU, якщо Pod має Guaranteed або Burstable QoS, то kubelet встановлює cpu.shares на основі суми запитів контейнера плюс поле overhead, визначене в PodSpec.

Подивіться приклад, перевірте запити контейнера для робочого навантаження:

kubectl get pod test-pod -o jsonpath='{.spec.containers[*].resources.limits}'

Загальні запити контейнера становлять 2000m CPU та 200MiB памʼяті:

map[cpu: 500m memory:100Mi] map[cpu:1500m memory:100Mi]

Перевірте це у порівнянні з тим, що спостерігається вузлом:

kubectl describe node | grep test-pod -B2

Вивід показує запити для 2250m CPU та 320MiB памʼяті. Запити включають перевищення Pod:

  Namespace    Name       CPU Requests  CPU Limits   Memory Requests  Memory Limits  AGE
  ---------    ----       ------------  ----------   ---------------  -------------  ---
  default      test-pod   2250m (56%)   2250m (56%)  320Mi (1%)       320Mi (1%)     36m

Перевірка обмежень cgroup для Pod

Перевірте cgroup памʼяті для Pod на вузлі, де запускається робоче навантаження. У наступному прикладі використовується crictl на вузлі, який надає інтерфейс командного рядка для сумісних з CRI контейнерних середовищ. Це передбачається для демонстрації поведінки overhead Podʼа, і не очікується, що користувачі повинні безпосередньо перевіряти cgroups на вузлі.

Спочатку, на конкретному вузлі, визначте ідентифікатор Pod:

# Виконайте це на вузлі, де запущено Pod
POD_ID="$(sudo crictl pods --name test-pod -q)"

З цього можна визначити шлях cgroup для Pod:

# Виконайте це на вузлі, де запущено Pod
sudo crictl inspectp -o=json $POD_ID | grep cgroupsPath

Результати шляху cgroup включають контейнер pause для Pod. Рівень cgroup на рівні Pod знаходиться на одну теку вище.

  "cgroupsPath": "/kubepods/podd7f4b509-cf94-4951-9417-d1087c92a5b2/7ccf55aee35dd16aca4189c952d83487297f3cd760f1bbf09620e206e7d0c27a"

У цьому конкретному випадку, шлях cgroup для Pod — kubepods/podd7f4b509-cf94-4951-9417-d1087c92a5b2. Перевірте налаштування рівня cgroup для памʼяті на рівні Pod:

# Виконайте це на вузлі, де запущено Pod.
# Також, змініть назву cgroup, щоб відповідати призначеному вашому pod cgroup.
 cat /sys/fs/cgroup/memory/kubepods/podd7f4b509-cf94-4951-9417-d1087c92a5b2/memory.limit_in_bytes

Це 320 МіБ, як і очікувалося:

335544320

Спостережуваність

Деякі метрики kube_pod_overhead_* доступні у kube-state-metrics для ідентифікації використання накладних витрат Pod та спостереження стабільності робочих навантажень, які працюють з визначеним overhead.

Що далі

Змінено March 29, 2025 at 6:45 PM PST: sync upstream (c7eb6df3bc)