k8s资源限制管理：LimitRange and ResourceQuota

LimitRange vs ResourceQuota

LimitRangeResourceQuota用于管理中命名空间每个pod 和容器的资源申请约束
ResourceQuota用于限制命名空间的总资源消耗

ResourceQuota example：

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: object-counts
spec:
  hard:
    configmaps: "10" 
    persistentvolumeclaims: "4" 
    replicationcontrollers: "20" 
    secrets: "10" 
    services: "10"

LimitRange example

apiVersion: "v1"
kind: "LimitRange"
metadata:
  name: "resource-limits" 
spec:
  limits:
    -
      type: "Pod"
      max:
        cpu: "2" 
        memory: "1Gi" 
      min:
        cpu: "200m" 
        memory: "6Mi" 
    -
      type: "Container"
      max:
        cpu: "2" 
        memory: "1Gi" 
      min:
        cpu: "100m" 
        memory: "4Mi" 
      default:
        cpu: "300m" 
        memory: "200Mi" 
      defaultRequest:
        cpu: "200m" 
        memory: "100Mi" 
      maxLimitRequestRatio:
        cpu: "10" 

LimitRange：每个pod 和容器的资源申请约束

LimitRange提供的约束可以：

1、在命名空间中限制每个 Pod 或容器的最小和最大计算资源使用量，如：cpu，memory

2、在命名空间中限制最小和最大存储持久卷或者本地存储容量，如：pvc，local-storage

3、为命名空间中的计算资源设置默认请求/限制，并在运行时自动将它们注入容器

4、在命名空间中限制pod或者容器申请的资源的limit与request的比值，即：limit/request的值

参数设置：

Container 参数：
* max： Pod 中所有容器的 Limits 值上限。
* min： Pod 中所有容器的 Requests 值下限。
* default： Pod 中容器未指定 Limits 时，将此值设置为默认值。
* defaultRequest： Pod 中容器未指定 Requests 是，将此值设置为默认值。
* maxLimitRequestRatio： 
Pod 中的容器设置 Limits 与 Requests 的比例的值不能超过 maxLimitRequestRatio 参数
设置的值，即:Limits/Requests ≤ maxLimitRequestRatio。

Pod 参数：
* max： Pod 中所有容器资源总和值上限。
* min： Pod 中所有容器资源总和值下限。
* maxLimitRequestRatio： 
Pod 中全部容器设置 Limits 总和与 Requests 总和的比例的值不能超过
maxLimitRequestRatio 参数设置的值，即： 
(All Container Limits)/(All Container Requests) ≤ maxLimitRequestRatio。

示例：使用limitrange限制pod使用本地存储的空间，即：pod直接写入容器读写层的空间

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: storage-limit
  namespace: mytest
spec:
  limits:
  - default:
      ephemeral-storage: 2Gi
    defaultRequest:
      ephemeral-storage: 1Gi 
    type: Container

ResourceQuota：命名空间的总资源消耗约束

ResourceQuota提供的约束可以：

1、计算资源配额： 限制一个 Namespace 中所有 Pod 的计算资源（CPU、Memory）的总和。

2、存储资源配额： 限制一个 Namespace 中所有存储资源的总量。

3、对象数量配额： 限制一个 Namespace 中指定类型对象的数量。

1、ResourcesQuota 支持的计算资源：

cpu： 所有非终止状态的Pod中，其CPU需求总量不能超过该值。
limits.cpu： 所有非终止状态的Pod中，其CPU限额总量不能超过该值。
limits.memory： 所有非终止状态的Pod中，其内存限额总量不能超过该值。
memory： 所有非终止状态的Pod中，其内存需求总量不能超过该值。
requests.cpu： 所有非终止状态的Pod中，其CPU需求总量不能超过该值。
requests.memory： 所有非终止状态的Pod中，其内存需求总量不能超过该值。

2、ResourcesQuota 支持限制的存储资源：

requests.storage：所有 PVC 请求的存储大小总量不能超过此值。
Persistentvolumeclaims： PVC 对象存在的最大数目。
.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage：
 和 StorageClass 关联的 PVC 的请求存储的量大小不能超过此设置的值。
.storageclass.storage.k8s.io/persistentvolumeclaims：
 和 StorageClass 关联的 PVC 的总量。

3、ResourcesQuota 支持限制的对象资源：

Configmaps： 允许存在的 ConfigMap 的数量。
Pods： 允许存在的非终止状态的 Pod 数量，
      如果 Pod 的 status.phase 为 Failed 或 Succeeded ， 那么其处于终止状态。
Replicationcontrollers： 允许存在的 Replication Controllers 的数量。
Resourcequotas： 允许存在的 Resource Quotas 的数量。
Services： 允许存在的 Service 的数量。
services.loadbalancers： 允许存在的 LoadBalancer 类型的 Service 的数量。
services.nodeports： 允许存在的 NodePort 类型的 Service 的数量。
Secrets： 允许存在的 Secret 的数量。

配额作用域

每个配额都有一组相关的作用域（scope），配额只会对作用域内的资源生效。
当一个作用域被添加到配额中后，它会对作用域相关的资源数量作限制，
如配额中指定了允许（作用域）集合之外的资源，会导致验证错误。

作用域：
Terminating： 匹配 spec.activeDeadlineSeconds ≥ 0 的 Pod。
NotTerminating： 匹配 spec.activeDeadlineSeconds 是 nil（空） 的 Pod。
BestEffort： 匹配所有 QoS 等级是 BestEffort 级别的 Pod。
NotBestEffort： 匹配所有 QoS 等级不是 BestEffort 级别的 Pod。

配额作用域示例：

限制 Namespace 下 Pod 数量并只作用域 BestEffort
创建 resources-test3.yaml 用于设置 Pod 对象数量的配额，并设置作用域 BestEffort：

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: besteffort
spec:
  hard:
    pods: "5"
  scopes:
  - BestEffort

LimitRange和ResourceQuota的对象设计

k8s LimitRange对象设计

k8s ResourceQuota对象设计