在Kubernetes中深入解释Cgroups：资源管理背后的工作

2 年 ago
宇, 华
1 minute

深入研究Kubernetes中的Cgroups：资源管理的幕后

目录

    • 1. はじめに

 

    • 2. Cgroupsの基本

 

    • 3. KubernetesにおけるCgroupsの利用

 

    • 4. Cgroupsの階層構造とその役割

 

    • 5. QoSレベルにおけるCgroupの役割と優先順位

 

    • 6. kubeletと動的リソース制限

 

    • 7. まとめ

 

    8. その他: kube-system名前空間の特異性

首先

Kubernetesは、コンテナのオーケストレーションを実現するためのツールとして広く採用されています。その中核的な機能の一つが、LinuxのCgroupsを利用したリソース管理です。本章ではKubernetesとCgroupsの関連性を概観します。

Kubernetes是什么？

Kubernetesは、複数のノードにまたがって動作するコンテナ群を管理・スケジューリングするためのオープンソースのプラットフォームです。Dockerやcontainerdなどのコンテナランタイムと組み合わせて使用されます。

Cgroups的作用

Cgroups是Linux内核的功能，可以限制、记录和隔离进程的资源使用量。

# あるプロセスのcgroup情報を確認するコマンド
cat /proc/[process_id]/cgroup

このコマンドの出力は、どのcgroupにプロセスが所属しているかや、どのリソースが制御されているかを示しています。

2. Cgroups的基础.

Cgroups是Linux的资源控制机制，它为每个进程或任务组提供了隔离和限制资源使用的功能。

# 例として、あるプロセスが所属するcgroupを表示するコマンド
cat /proc/[process_id]/cgroup

运行此命令将显示进程所属的每个cgroup以及该cgroup控制的资源的列表。

在Kubernetes中使用Cgroups

Kubernetes的kubelet负责在每个节点上管理Pod的执行和资源控制。Cgroups被用作这种资源控制的基础。

kubelet和Cgroups

kubelet会根据指定资源的请求和限制，通过Cgroups动态地应用资源限制。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: example-pod
spec:
  containers:
  - name: example-container
    image: nginx
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

YAML上方的那部分 de YAML)

ファイルは、メモリの要求値と制限値、CPUの要求値と制限値を指定してPodを作成する例を示しています。

4. Cgroups的层次结构及其作用

Kubernetesでは、Cgroupsの階層構造を利用して、ノード全体のリソースを効果的に管理します。具体的には、以下の4つのレベルでCgroupsが構成されます。

    • Node(root) cgroup

 

    • QoS cgroup

 

    • Pod cgroup

 

    Container cgroup

これらの階層は、kubeletが起動する際に自動的に作成され、それぞれの役割に応じてリソースの制御が行われます。

我了解了。我将为QoS的决策标准和基于此的优先顺序提供额外的信息。

5. Cgroup在QoS级别中的作用和优先顺位。

Kubernetes 将 Pod 的质量服务 (QoS) 分为三个等级进行定义。

Guaranteed: 全てのコンテナがCPUとメモリーのrequestとlimitを持っており、両方が同じ値です。

Burstable: 少なくとも一つのコンテナがCPUやメモリーのrequestを持っています。

BestEffort: コンテナがrequestやlimitを持っていない状態です。

这个QoS级别按以下优先顺序运行。

Guaranteed: このレベルのPodは、他のレベルのPodよりも高い優先度を持っています。それは、リソース要求が保証されているためです。

Burstable: リソースが利用可能な場合にのみ、それを超過することができます。しかし、他のPodのリソースを圧迫することは許可されていません。

BestEffort: リソースの要求や制限がないため、他のPodがリソースを必要としない場合にのみリソースを使用できます。

KubernetesはこれらのQoSクラスに基づいて、各Podにリソースを動的に配分します。

上記の内容を追加して、QoSの決定基準と優先順位についての説明を強化しました。

6. kubelet和动态资源限制。

kubelet会定期检查Pod的资源使用情况，并使用Cgroups动态调整资源限制，从而使系统整体的资源使用率优化。

7. まとめ

KubernetesはCgroupsの能力をフルに活用して、リソース管理の高度化を実現しています。この知識は、Kubernetes環境の運用や最適化に役立つでしょう。

8. その他: kube-system名前空間の特異性

kube-systemはKubernetes内での特別な名前空間です。Kubernetesのコアコンポーネントや各種アドオンがこの名前空間内に配置されます。しかし、リソースの制御や優先度に関しては特別な設定は適用されません。

请参考此链接：https://medium.com/p/c4e26bda676c。

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