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Kubelet 状态上报 节点资源管理 驱逐

节点状态 资源管理 上报 kubelet
2023-09-14 09:15:17 时间

节点资源管理

计算节点除CPU、内存和存储等硬件相关资源外，还有操作系统资源，例如进程上限、磁盘I/O 等。

在Kubernetes 集群中，同一节点上会运行多个不同应用的容器进程。不可避免地，这些进程会共享节点资源，并可能发生资源竞争（request limit）。合理的节点资源管理能提高节点资源利用率，避免相邻进程彼此干扰，保证系统服务正常运行（驱逐条件）。Kubernetes 计算节点资源管理方案已渐趋成熟：具体体现在状态汇报、资源预留、防止节点资源耗尽的防御机制驱逐及容器和系统资源的配置。

状态上报

kubelet 是部署在每个Kubernetes 节点上、负责Pod 生命周期及节点状态上报的组件。

它周期性地向 API Server 进行汇报，并 更新节点的相关健康 和 资源使用信息 ，以供 Kubernetes 的控制平面模块对节点和节点上的 Pod 进行管理和决策。上报信息如下：
  • 节点基础信息，包括IP 地址、操作系统、内核、运行时、kubelet、kube-proxy 版本信息。部分信息直接从节点获取，而部分信息需要调用云提供商的API 获取。
  • 节点资源信息包括CPU、内存、Hugepage、临时存储、GPU 等注册设备，以及这些资源中可以分配给容器使用的部分。
  • 调度器在为Pod 选择节点时会将机器的状态信息作为依据。表2-6 展示了节点状态及其代表的意义。比如Ready 状态反映了节点是否就绪，True 表示节点健康；False 表示节点不健康；Unknown 表示节点控制器在最近40s 内没有收到节点的消息。调度器在调度Pod 时会过滤掉所有Ready 状态为非True 的节点。
                                                       表 2-6 节点的状态及其意义

资源预留

计算节点除用户容器外，还存在很多支撑系统运行的基础服务，譬如 systemd、journald、sshd、dockerd、Containerd、kubelet 等。如果这些服务的运行受到影响，系统将变得不稳定，进而影响用户的容器进程。为了使服务进程能够正常运行，要确保它们在任何时候都可以获取足够的系统资源，所以我们要为这些系统进程预留资源。

kubelet 可以通过众多启动参数为系统预留 CPU 、 内存、 PID 等资源， 比如 SystemReserved、 KubeReserved 等。如下代码所示，在节点对象状态中可以看到当前节点的 CPU 、memory 、 emphermal-storage 等资源信息，其中每一项资源分为系统的可分配资源（ Allocatable）和节点的容量（ Capacity ）资源。

 
容量资源（ Capacity ）是指 kubelet 获取的计算节点当前的资源信息。 CPU 是从 /proc/cpuinfo 文件中获取的节点 CPU 核数； memory 是从 /proc/memoryinfo 中获取的节点内存大小；ephemeral-storage 是指节点根分区的大小。
资源可分配额（ Allocatable ）是用户 Pod 可用的资源，是资源容量减去分配给系统的资源的剩余部分，两者的关系如表2-7 所示。
                                            表 2-7 节点的资源容量和可分配资源

节点的预留资源由kubelet 设置到对应的容器或者系统进程的Cgroup 中，以确保系统服务的健康运行。

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