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準(zhǔn)入控制

一、什么是K8S之準(zhǔn)入控制

就是在創(chuàng)建資源經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證之后，kube-apiserver在數(shù)據(jù)寫(xiě)入etcd之前做一次攔截，然后對(duì)資源進(jìn)行更改、判斷正確性等操作。

LimitRange，ResourceQuota
目的：能控制特定命名空間中的資源使用量，最終實(shí)現(xiàn)集群的公平使用和成本的控制

LimitRange:為Pod添加默認(rèn)的計(jì)算資源需求和計(jì)算資源限制;以及存儲(chǔ)資源需求和存儲(chǔ)資源限制;
支持分別在容器和Pod級(jí)別進(jìn)行限制;
比如:指定名稱(chēng)空間下每個(gè)Pod CPU、內(nèi)存的最低最高額度
ResourceQuota:限制資源數(shù)量，限制計(jì)算資源總量，存儲(chǔ)資源總量;
比如:指定名稱(chēng)空間下,只允許創(chuàng)建Pod、svc的數(shù)量, 所有Pod CPU、內(nèi)存的最低最高額度

需要實(shí)現(xiàn)的功能如下：
限制運(yùn)行狀態(tài)的Pod的計(jì)算資源用量
限制持久存儲(chǔ)卷的數(shù)量以控制對(duì)存儲(chǔ)的訪(fǎng)問(wèn)
限制負(fù)載均衡器的數(shù)量以控制成本
防止濫用網(wǎng)絡(luò)端口
提供默認(rèn)的計(jì)算資源Requests以便于系統(tǒng)做出更優(yōu)化的調(diào)度

一個(gè) LimitRange（限制范圍）對(duì)象提供的限制能夠做到：
在一個(gè)命名空間中實(shí)施對(duì)每個(gè) Pod 或 Container 最小和最大的資源使用量的限制。
在一個(gè)命名空間中實(shí)施對(duì)每個(gè) PersistentVolumeClaim 能申請(qǐng)的最小和最大的存儲(chǔ)空間大小的限制。
在一個(gè)命名空間中實(shí)施對(duì)一種資源的申請(qǐng)值和限制值的比值的控制。
設(shè)置一個(gè)命名空間中對(duì)計(jì)算資源的默認(rèn)申請(qǐng)/限制值，并且自動(dòng)的在運(yùn)行時(shí)注入到多個(gè) Container 中。

二、啟用 LimitRang

對(duì) LimitRange 的支持自 Kubernetes 1.10 版本默認(rèn)啟用。
LimitRange 支持在很多 Kubernetes 發(fā)行版本中也是默認(rèn)啟用的。
LimitRange 的名稱(chēng)必須是合法的 DNS 子域名。

三、限制范圍總覽

管理員在一個(gè)命名空間內(nèi)創(chuàng)建一個(gè) LimitRange 對(duì)象。
用戶(hù)在命名空間內(nèi)創(chuàng)建 Pod ，Container 和 PersistentVolumeClaim 等資源。
LimitRanger 準(zhǔn)入控制器對(duì)所有沒(méi)有設(shè)置計(jì)算資源需求的 Pod 和 Container 設(shè)置默認(rèn)值與限制值，并跟蹤其使用量以保證沒(méi)有超出命名空間中存在的任意 LimitRange 對(duì)象中的最小、最大資源使用量以及使用量比值。
若創(chuàng)建或更新資源（Pod、 Container、PersistentVolumeClaim）違反了 LimitRange 的約束，向 API 服務(wù)器的請(qǐng)求會(huì)失敗，并返回 HTTP 狀態(tài)碼 403 FORBIDDEN 與描述哪一項(xiàng)約束被違反的消息。
若命名空間中的 LimitRange 啟用了對(duì) cpu 和 memory 的限制，用戶(hù)必須指定這些值的需求使用量與限制使用量。否則，系統(tǒng)將會(huì)拒絕創(chuàng)建 Pod。
LimitRange 的驗(yàn)證僅在 Pod 準(zhǔn)入階段進(jìn)行，不對(duì)正在運(yùn)行的 Pod 進(jìn)行驗(yàn)證

示例1: 創(chuàng)建LimitRange準(zhǔn)入控制策略

對(duì)Pod、容器、PVC等資源進(jìn)行限制

[root@k8s-master authfiles]# cat limitrange-demo.yaml 
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: core-resource-limits
  namespace: dev  #名字空間級(jí)別資源 對(duì)整個(gè)名額空間生效
spec:
  limits:
  - type: Pod  #對(duì)Pod限制
    max:
      cpu: "4"  #CPU最大不能超過(guò)4核
      memory: "4Gi"  #內(nèi)存不能超過(guò)4G
    min:
      cpu: "500m"  #CPU最小不能小于500m
      memory: "16Mi"  #內(nèi)存不能小于16M
  - type: Container  #對(duì)容器作限制
    max:
      cpu: "4"
      memory: "1Gi"
    min:
      cpu: "100m"
      memory: "4Mi"
    default:  #上閾值  #如果容器中沒(méi)有做requests或limits作限制,則附加的默認(rèn)值
      cpu: "2"
      memory: "512Mi"
    defaultRequest:  #下閾值
      cpu: "500m" 
      memory: "64Mi"
    maxLimitRequestRatio:  #最大限制請(qǐng)求比率 上閾值/下閾值 也可以用倍數(shù)做限制
      cpu: "4"
  - type: PersistentVolumeClaim  #對(duì)PV做限制
    max:
      storage: "10Gi"
    min:
      storage: "1Gi"
    default:
      storage: "5Gi"
    defaultRequest:
      storage: "1Gi"
    maxLimitRequestRatio:  #沒(méi)有下閾值 也可以用倍數(shù)做限制
      storage: "5"

創(chuàng)建LimitRange策略

[root@k8s-master authfiles]# kubectl apply -f limitrange-demo.yaml 
limitrange/core-resource-limits created
[root@k8s-master authfiles]# kubectl get limitrange -n dev
NAME                   CREATED AT
core-resource-limits   2021-08-25T02:29:04Z
[root@k8s-master authfiles]# kubectl get pod -n dev
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE
deployment-demo-fb544c5d8-4jvgh   1/1     Running   0          16h
deployment-demo-fb544c5d8-7fq8f   1/1     Running   0          16h
deployment-demo-fb544c5d8-hdsz4   1/1     Running   0          16h
deployment-demo-fb544c5d8-qq7mp   1/1     Running   0          16h

[root@k8s-master authfiles]# kubectl describe  limitrange core-resource-limits -n dev
Name:                  core-resource-limits
Namespace:             dev
Type                   Resource  Min   Max   Default Request  Default Limit  Max Limit/Request Ratio
----                   --------  ---   ---   ---------------  -------------  -----------------------
Pod                    cpu       500m  4     -                -              -
Pod                    memory    16Mi  4Gi   -                -              -
Container              memory    4Mi   1Gi   64Mi             512Mi          -
Container              cpu       100m  4     500m             2              4
PersistentVolumeClaim  storage   1Gi   10Gi  1Gi              5Gi            5

驗(yàn)證測(cè)試策略是否生效

[root@k8s-master authfiles]# kubectl run testpod-$RANDOM --image="ikubernetes/demoapp:v1.0" -n dev
pod/testpod created

[root@k8s-master authfiles]# kubectl get pod -n dev
NAME            READY   STATUS              RESTARTS   AGE
testpod-1017    1/1     Running             0          93s

[root@k8s-master authfiles]# kubectl get pods testpod -n dev -o yaml
...
spec:
  containers:
  - image: kubernetes/demoapp:v1.0
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: testpod
    resources:  #默認(rèn)值
      limits:
        cpu: "2"   #最高2核
        memory: 512Mi
      requests:
        cpu: 500m #最低500m
        memory: 64Mi

創(chuàng)建小于內(nèi)存限制的Pod 創(chuàng)建失敗

[root@k8s-master authfiles]# kubectl run testpod-$RANDOM  --image="ikubernetes/demoapp:v1.0" -n dev  --limits='cpu=2,memory=1Gi' --requests='cpu=1,memory=8Mi'
Error from server (Forbidden): pods "testpod-10340" is forbidden: minimum memory usage per Pod is 16Mi, but request is 8388608

ResourceQuota

ResourceQuota資源可限制名稱(chēng)空間中處于非終止?fàn)顟B(tài)的所有Pod對(duì)象的計(jì)算資源需求及計(jì)算資源限制總量。

cpu或requests.cpu: CPU資源相關(guān)請(qǐng)求的總量限額;
memory或requests.memory: 內(nèi)存資源相關(guān)請(qǐng)求的總量限額;
limits.cpu: CPU資源相關(guān)限制的總量限額;
limits.memory:內(nèi)存資源相關(guān)限制的總量限額;

Rescurcebuota資源還支持為本地名稱(chēng)空間中的PVC存儲(chǔ)資源的需求總量和限制總量提供限額，它能夠分別從名稱(chēng)空間中的全部PVC、隸屬于特定存儲(chǔ)類(lèi)的PVC以及基于本地臨時(shí)存儲(chǔ)的PVC三個(gè)類(lèi)別分別進(jìn)行定義。

requests.storage:所有PVC存儲(chǔ)需求的總量限額;空間限制;
persistentvolumeclaims:可以創(chuàng)建的PVC總數(shù)限額;數(shù)量限制;
<storage-class-name>.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage:特定的存儲(chǔ)類(lèi)上可使用的所有PVC存儲(chǔ)需求的總量限額;
<storage-class-name>.storageclass.storage.k8s.io/persistentvolumeclaims:特定的存儲(chǔ)類(lèi)上可使用的PVC總數(shù)限額;
requests.ephemeral-storage:所有Pod可以使用的本地臨時(shí)存儲(chǔ)資源的requets總量;
limits.ephemeral-storage:所有Pod可用的本地臨時(shí)存儲(chǔ)資源的limits總量。

示例2:創(chuàng)建ResourceQuota準(zhǔn)入控制策略

[root@k8s-master authfiles]# cat resourcequota-demo.yaml 
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: resourcequota-demo
  namespace: dev
spec:
  hard :
    pods: "5"  #Pod總量
    count/services: "5"  #svc總量
    count/configmaps: "5"
    count/secrets: "5"
    count/cronjobs.batch: "2"
    requests.cpu: "2"  #cpu下閾值總量
    requests.memory: "4Gi"
    limits.cpu: "4"  #cpu上閾值總量
    limits.memory: "8Gi"
    count/deployments.apps: "2"
    count/statefulsets.apps: "2"
    persistentvolumeclaims: "6"
    requests.storage: "20Gi"
    longhorn.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage: "20Gi"
    longhorn.storageclass.storage.k8s.io/persistentvolumeclaims: "6"

[root@k8s-master authfiles]# kubectl apply -f resourcequota-demo.yaml 
resourcequota/resourcequota-demo created
[root@k8s-master authfiles]# kubectl get ResourceQuota -n dev
NAME                 AGE   REQUEST                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    LIMIT
resourcequota-demo   33s   count/configmaps: 0/5, count/cronjobs.batch: 0/2, count/deployments.apps: 0/2, count/secrets: 3/5, count/services: 0/5, count/statefulsets.apps: 0/2, longhorn.storageclass.storage.k8s.io/persistentvolumeclaims: 0/6, longhorn.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage: 0/20Gi, persistentvolumeclaims: 0/6, pods: 1/5, requests.cpu: 500m/2, requests.memory: 64Mi/4Gi, requests.storage: 0/20Gi   limits.cpu: 2/4, limits.memory: 512Mi/8Gi

驗(yàn)證測(cè)試策略是否生效

[root@k8s-master authfiles]# kubectl describe resourcequota resourcequota-demo -n dev
Name:                                                        resourcequota-demo
Namespace:                                                   dev
Resource                                                     Used   Hard
--------                                                     ----   ----
count/configmaps                                             0      5
count/cronjobs.batch                                         0      2
count/deployments.apps                                       0      2
count/secrets                                                3      5
count/services                                               0      5
count/statefulsets.apps                                      0      2
limits.cpu                                                   2      4
limits.memory                                                512Mi  8Gi
longhorn.storageclass.storage.k8s.io/persistentvolumeclaims  0      6
longhorn.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage        0      20Gi
persistentvolumeclaims                                       0      6
pods                                                         1      5
requests.cpu                                                 500m   2
requests.memory                                              64Mi   4Gi
requests.storage                                             0      20Gi


[root@k8s-master authfiles]# kubectl run testpod-$RANDOM --image="ikubernetes/demoapp:v1.0" -n dev
pod/testpod-10678 created

[root@k8s-master authfiles]# kubectl describe resourcequota resourcequota-demo -n dev
Name:                                                        resourcequota-demo
Namespace:                                                   dev
Resource                                                     Used   Hard
--------                                                     ----   ----
count/configmaps                                             0      5
count/cronjobs.batch                                         0      2
count/deployments.apps                                       0      2
count/secrets                                                3      5
count/services                                               0      5
count/statefulsets.apps                                      0      2
limits.cpu                                                   4      4   #配額已使用完 無(wú)法在創(chuàng)建Pod
limits.memory                                                1Gi    8Gi
longhorn.storageclass.storage.k8s.io/persistentvolumeclaims  0      6
longhorn.storageclass.storage.k8s.io/requests.storage        0      20Gi
persistentvolumeclaims                                       0      6
pods                                                         2      5
requests.cpu                                                 1      2
requests.memory                                              128Mi  4Gi
requests.storage                                             0      20Gi

[root@k8s-master authfiles]# kubectl run testpod-$RANDOM --image="ikubernetes/demoapp:v1.0" -n dev
Error from server (Forbidden): pods "testpod-30200" is forbidden: exceeded quota: resourcequota-demo, requested: limits.cpu=2, used: limits.cpu=4, limited: limits.cpu=4

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25.kubernetes(k8s)筆記認(rèn)證、授權(quán)與準(zhǔn)入控制(五) 準(zhǔn)入控制

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準(zhǔn)入控制

一、什么是K8S之準(zhǔn)入控制

二、啟用 LimitRang

三、限制范圍總覽

示例1: 創(chuàng)建LimitRange準(zhǔn)入控制策略

ResourceQuota

示例2:創(chuàng)建ResourceQuota準(zhǔn)入控制策略

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準(zhǔn)入控制

一、什么是K8S之準(zhǔn)入控制

二、啟用 LimitRang

三、限制范圍總覽

示例1: 創(chuàng)建LimitRange準(zhǔn)入控制策略

ResourceQuota

示例2:創(chuàng)建ResourceQuota準(zhǔn)入控制策略

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二、啟用 LimitRang

三、限制范圍總覽