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메모리, CPU 와 API 리소스 관리

1 - 네임스페이스에 대한 기본 메모리 요청량과 상한 구성

이 페이지는 네임스페이스에 대한 기본 메모리 요청량(request)과 상한(limit)을 구성하는 방법을 보여준다. 기본 메모리 상한이 있는 네임스페이스에서 컨테이너가 생성되고, 컨테이너가 자체 메모리 상한을 지정하지 않으면, 컨테이너에 기본 메모리 상한이 할당된다. 쿠버네티스는 이 문서의 뒷부분에서 설명하는 특정 조건에서 기본 메모리 요청량을 할당한다.

시작하기 전에

쿠버네티스 클러스터가 필요하고, kubectl 커맨드-라인 툴이 클러스터와 통신할 수 있도록 설정되어 있어야 한다. 이 튜토리얼은 컨트롤 플레인 호스트가 아닌 노드가 적어도 2개 포함된 클러스터에서 실행하는 것을 추천한다. 만약, 아직 클러스터를 가지고 있지 않다면, minikube를 사용해서 생성하거나 다음의 쿠버네티스 플레이그라운드 중 하나를 사용할 수 있다.

버전 확인을 위해서, 다음 커맨드를 실행 kubectl version.

클러스터의 각 노드에는 최소 2GiB의 메모리가 있어야 한다.

네임스페이스 생성

이 연습에서 생성한 리소스가 클러스터의 다른 리소스와 격리되도록 네임스페이스를 생성한다.

kubectl create namespace default-mem-example

리밋레인지(LimitRange)와 파드 생성

다음은 리밋레인지 오브젝트의 구성 파일이다. 구성은 메모리 요청량 기본값(default)과 메모리 상한 기본값을 지정한다.

admin/resource/memory-defaults.yaml 
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: mem-limit-range
spec:
  limits:
  - default:
      memory: 512Mi
    defaultRequest:
      memory: 256Mi
    type: Container

default-mem-example 네임스페이스에 리밋레인지를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-defaults.yaml --namespace=default-mem-example

이제 컨테이너가 default-mem-example 네임스페이스에 생성되고, 컨테이너가 메모리 요청량 및 메모리 상한에 대해 고유한 값을 지정하지 않으면, 컨테이너에 메모리 요청량 기본값 256MiB와 메모리 상한 기본값 512MiB가 지정된다.

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 메모리 요청량 및 상한을 지정하지 않는다.

admin/resource/memory-defaults-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-mem-demo
spec:
  containers:
  - name: default-mem-demo-ctr
    image: nginx

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-defaults-pod.yaml --namespace=default-mem-example

파드에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get pod default-mem-demo --output=yaml --namespace=default-mem-example

출력 결과는 파드의 컨테이너에 256MiB의 메모리 요청량과 512MiB의 메모리 상한이 있음을 나타낸다. 이것은 리밋레인지에 의해 지정된 기본값이다.

containers:
- image: nginx
  imagePullPolicy: Always
  name: default-mem-demo-ctr
  resources:
    limits:
      memory: 512Mi
    requests:
      memory: 256Mi

파드를 삭제한다.

kubectl delete pod default-mem-demo --namespace=default-mem-example

컨테이너 상한은 지정하고, 요청량을 지정하지 않으면 어떻게 되나?

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 메모리 상한을 지정하지만, 요청량은 지정하지 않는다.

admin/resource/memory-defaults-pod-2.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-mem-demo-2
spec:
  containers:
  - name: default-mem-demo-2-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "1Gi"

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-defaults-pod-2.yaml --namespace=default-mem-example

파드에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get pod default-mem-demo-2 --output=yaml --namespace=default-mem-example

출력 결과는 컨테이너의 메모리 요청량이 메모리 상한과 일치하도록 설정되었음을 보여준다. 참고로 컨테이너에는 기본 메모리 요청량의 값인 256Mi가 할당되지 않았다.

resources:
  limits:
    memory: 1Gi
  requests:
    memory: 1Gi

컨테이너의 요청량은 지정하고, 상한을 지정하지 않으면 어떻게 되나?

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 메모리 요청량을 지정하지만, 상한은 지정하지 않았다.

admin/resource/memory-defaults-pod-3.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-mem-demo-3
spec:
  containers:
  - name: default-mem-demo-3-ctr
    image: nginx
    resources:
      requests:
        memory: "128Mi"

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-defaults-pod-3.yaml --namespace=default-mem-example

파드 사양을 확인한다.

kubectl get pod default-mem-demo-3 --output=yaml --namespace=default-mem-example

출력 결과는 컨테이너의 메모리 요청량이 컨테이너의 구성 파일에 지정된 값으로 설정되었음을 보여준다. 컨테이너의 메모리 상한은 네임스페이스의 기본 메모리 상한인 512Mi로 설정되어 있다.

resources:
  limits:
    memory: 512Mi
  requests:
    memory: 128Mi

기본 메모리 상한 및 요청량에 대한 동기

네임스페이스에 리소스 쿼터가 있는 경우, 메모리 상한에 기본값을 설정하는 것이 좋다. 다음은 리소스 쿼터가 네임스페이스에 적용하는 두 가지 제한 사항이다.

  • 네임스페이스에서 실행되는 모든 컨테이너에는 자체 메모리 상한이 있어야 한다.
  • 네임스페이스의 모든 컨테이너가 사용하는 총 메모리 양은 지정된 상한을 초과하지 않아야 한다.

컨테이너가 자체 메모리 상한을 지정하지 않으면, 기본 상한이 부여되고, 쿼터에 의해 제한되는 네임스페이스에서 실행될 수 있다.

정리

네임스페이스를 삭제한다.

kubectl delete namespace default-mem-example

다음 내용

클러스터 관리자를 위한 문서

앱 개발자를 위한 문서

2 - 네임스페이스에 대한 기본 CPU 요청량과 상한 구성

이 페이지는 네임스페이스에 대한 기본 CPU 요청량(request) 및 상한(limit)을 구성하는 방법을 보여준다. 쿠버네티스 클러스터는 네임스페이스로 나눌 수 있다. 기본 CPU 상한이 있는 네임스페이스에서 컨테이너가 생성되고, 컨테이너가 자체 CPU 상한을 지정하지 않으면, 컨테이너에 기본 CPU 상한이 할당된다. 쿠버네티스는 이 문서의 뒷부분에서 설명하는 특정 조건에서 기본 CPU 요청량을 할당한다.

시작하기 전에

쿠버네티스 클러스터가 필요하고, kubectl 커맨드-라인 툴이 클러스터와 통신할 수 있도록 설정되어 있어야 한다. 이 튜토리얼은 컨트롤 플레인 호스트가 아닌 노드가 적어도 2개 포함된 클러스터에서 실행하는 것을 추천한다. 만약, 아직 클러스터를 가지고 있지 않다면, minikube를 사용해서 생성하거나 다음의 쿠버네티스 플레이그라운드 중 하나를 사용할 수 있다.

버전 확인을 위해서, 다음 커맨드를 실행 kubectl version.

네임스페이스 생성

이 연습에서 생성한 리소스가 클러스터의 나머지와 격리되도록 네임스페이스를 생성한다.

kubectl create namespace default-cpu-example

리밋레인지(LimitRange)와 파드 생성

다음은 리밋레인지 오브젝트의 구성 파일이다. 구성은 기본 CPU 요청량 및 기본 CPU 상한을 지정한다.

admin/resource/cpu-defaults.yaml 
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: cpu-limit-range
spec:
  limits:
  - default:
      cpu: 1
    defaultRequest:
      cpu: 0.5
    type: Container

default-cpu-example 네임스페이스에 리밋레인지를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-defaults.yaml --namespace=default-cpu-example

이제 컨테이너가 default-cpu-example 네임스페이스에 생성되고, 컨테이너가 CPU 요청량 및 CPU 상한에 대해 고유한 값을 지정하지 않으면, 컨테이너에 CPU 요청량의 기본값 0.5와 CPU 상한 기본값 1이 부여된다.

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 CPU 요청량과 상한을 지정하지 않는다.

admin/resource/cpu-defaults-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-cpu-demo
spec:
  containers:
  - name: default-cpu-demo-ctr
    image: nginx

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-defaults-pod.yaml --namespace=default-cpu-example

파드의 사양을 확인한다.

kubectl get pod default-cpu-demo --output=yaml --namespace=default-cpu-example

출력 결과는 파드의 컨테이너에 500 milicpu의 CPU 요청량과 1 cpu의 CPU 상한이 있음을 나타낸다. 이것은 리밋레인지에 의해 지정된 기본값이다.

containers:
- image: nginx
  imagePullPolicy: Always
  name: default-cpu-demo-ctr
  resources:
    limits:
      cpu: "1"
    requests:
      cpu: 500m

컨테이너 상한은 지정하고, 요청량을 지정하지 않으면 어떻게 되나?

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 CPU 상한을 지정하지만, 요청량은 지정하지 않는다.

admin/resource/cpu-defaults-pod-2.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-cpu-demo-2
spec:
  containers:
  - name: default-cpu-demo-2-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        cpu: "1"

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-defaults-pod-2.yaml --namespace=default-cpu-example

파드 사양을 확인한다.

kubectl get pod default-cpu-demo-2 --output=yaml --namespace=default-cpu-example

출력 결과는 컨테이너의 CPU 요청량이 CPU 상한과 일치하도록 설정되었음을 보여준다. 참고로 컨테이너에는 CPU 요청량의 기본값인 0.5 cpu가 할당되지 않았다.

resources:
  limits:
    cpu: "1"
  requests:
    cpu: "1"

컨테이너의 요청량은 지정하고, 상한을 지정하지 않으면 어떻게 되나?

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 CPU 요청량을 지정하지만, 상한은 지정하지 않았다.

admin/resource/cpu-defaults-pod-3.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: default-cpu-demo-3
spec:
  containers:
  - name: default-cpu-demo-3-ctr
    image: nginx
    resources:
      requests:
        cpu: "0.75"

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-defaults-pod-3.yaml --namespace=default-cpu-example

파드 사양을 확인한다.

kubectl get pod default-cpu-demo-3 --output=yaml --namespace=default-cpu-example

출력 결과는 컨테이너의 CPU 요청량이 컨테이너의 구성 파일에 지정된 값으로 설정되었음을 보여준다. 컨테이너의 CPU 상한은 1 cpu로 설정되며, 이는 네임스페이스의 CPU 상한 기본값이다.

resources:
  limits:
    cpu: "1"
  requests:
    cpu: 750m

CPU 상한 및 요청량의 기본값에 대한 동기

네임스페이스에 리소스 쿼터가 있는 경우, CPU 상한에 대해 기본값을 설정하는 것이 좋다. 다음은 리소스 쿼터가 네임스페이스에 적용하는 두 가지 제한 사항이다.

  • 네임스페이스에서 실행되는 모든 컨테이너에는 자체 CPU 상한이 있어야 한다.
  • 네임스페이스의 모든 컨테이너가 사용하는 총 CPU 양은 지정된 상한을 초과하지 않아야 한다.

컨테이너가 자체 CPU 상한을 지정하지 않으면, 상한 기본값이 부여되고, 쿼터에 의해 제한되는 네임스페이스에서 실행될 수 있다.

정리

네임스페이스를 삭제한다.

kubectl delete namespace default-cpu-example

다음 내용

클러스터 관리자를 위한 문서

앱 개발자를 위한 문서

3 - 네임스페이스에 대한 메모리의 최소 및 최대 제약 조건 구성

이 페이지는 네임스페이스에서 실행되는 컨테이너가 사용하는 메모리의 최솟값과 최댓값을 설정하는 방법을 보여준다. 리밋레인지(LimitRange) 오브젝트에 최소 및 최대 메모리 값을 지정한다. 파드가 리밋레인지에 의해 부과된 제약 조건을 충족하지 않으면, 네임스페이스에서 생성될 수 없다.

시작하기 전에

쿠버네티스 클러스터가 필요하고, kubectl 커맨드-라인 툴이 클러스터와 통신할 수 있도록 설정되어 있어야 한다. 이 튜토리얼은 컨트롤 플레인 호스트가 아닌 노드가 적어도 2개 포함된 클러스터에서 실행하는 것을 추천한다. 만약, 아직 클러스터를 가지고 있지 않다면, minikube를 사용해서 생성하거나 다음의 쿠버네티스 플레이그라운드 중 하나를 사용할 수 있다.

버전 확인을 위해서, 다음 커맨드를 실행 kubectl version.

클러스터의 각 노드에는 최소 1GiB의 메모리가 있어야 한다.

네임스페이스 생성

이 연습에서 생성한 리소스가 클러스터의 나머지와 격리되도록 네임스페이스를 생성한다.

kubectl create namespace constraints-mem-example

리밋레인지와 파드 생성

다음은 리밋레인지의 구성 파일이다.

admin/resource/memory-constraints.yaml 
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: mem-min-max-demo-lr
spec:
  limits:
  - max:
      memory: 1Gi
    min:
      memory: 500Mi
    type: Container

리밋레인지를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints.yaml --namespace=constraints-mem-example

리밋레인지에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get limitrange mem-min-max-demo-lr --namespace=constraints-mem-example --output=yaml

출력 결과는 예상대로 메모리의 최소 및 최대 제약 조건을 보여준다. 그러나 참고로 리밋레인지의 구성 파일에 기본값(default)을 지정하지 않아도 자동으로 생성된다.

  limits:
  - default:
      memory: 1Gi
    defaultRequest:
      memory: 1Gi
    max:
      memory: 1Gi
    min:
      memory: 500Mi
    type: Container

이제 constraints-mem-example 네임스페이스에 컨테이너가 생성될 때마다, 쿠버네티스는 다음 단계를 수행한다.

  • 컨테이너가 자체 메모리 요청량(request)과 상한(limit)을 지정하지 않으면, 기본 메모리 요청량과 상한을 컨테이너에 지정한다.

  • 컨테이너에 500MiB 이상의 메모리 요청량이 있는지 확인한다.

  • 컨테이너의 메모리 상한이 1GiB 이하인지 확인한다.

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너 매니페스트는 600MiB의 메모리 요청량과 800MiB의 메모리 상한을 지정한다. 이들은 리밋레인지에 의해 부과된 메모리의 최소 및 최대 제약 조건을 충족한다.

admin/resource/memory-constraints-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-mem-demo
spec:
  containers:
  - name: constraints-mem-demo-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "800Mi"
      requests:
        memory: "600Mi"

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints-pod.yaml --namespace=constraints-mem-example

파드의 컨테이너가 실행 중인지 확인한다.

kubectl get pod constraints-mem-demo --namespace=constraints-mem-example

파드에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get pod constraints-mem-demo --output=yaml --namespace=constraints-mem-example

출력 결과는 컨테이너의 메모리 요청량이 600MiB이고 메모리 상한이 800MiB임을 나타낸다. 이는 리밋레인지에 의해 부과된 제약 조건을 충족한다.

resources:
  limits:
     memory: 800Mi
  requests:
    memory: 600Mi

파드를 삭제한다.

kubectl delete pod constraints-mem-demo --namespace=constraints-mem-example

최대 메모리 제약 조건을 초과하는 파드 생성 시도

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 800MiB의 메모리 요청량과 1.5GiB의 메모리 상한을 지정한다.

admin/resource/memory-constraints-pod-2.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-mem-demo-2
spec:
  containers:
  - name: constraints-mem-demo-2-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "1.5Gi"
      requests:
        memory: "800Mi"

파드 생성을 시도한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints-pod-2.yaml --namespace=constraints-mem-example

컨테이너가 너무 큰 메모리 상한을 지정하므로, 출력 결과에 파드가 생성되지 않은 것으로 표시된다.

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/memory-constraints-pod-2.yaml":
pods "constraints-mem-demo-2" is forbidden: maximum memory usage per Container is 1Gi, but limit is 1536Mi.

최소 메모리 요청량을 충족하지 않는 파드 생성 시도

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 100MiB의 메모리 요청량과 800MiB의 메모리 상한을 지정한다.

admin/resource/memory-constraints-pod-3.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-mem-demo-3
spec:
  containers:
  - name: constraints-mem-demo-3-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "800Mi"
      requests:
        memory: "100Mi"

파드 생성을 시도한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints-pod-3.yaml --namespace=constraints-mem-example

컨테이너가 너무 작은 메모리 요청량을 지정하므로, 출력 결과에 파드가 생성되지 않은 것으로 표시된다.

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/memory-constraints-pod-3.yaml":
pods "constraints-mem-demo-3" is forbidden: minimum memory usage per Container is 500Mi, but request is 100Mi.

메모리 요청량 또는 상한을 지정하지 않은 파드 생성

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 메모리 요청량을 지정하지 않으며, 메모리 상한을 지정하지 않는다.

admin/resource/memory-constraints-pod-4.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-mem-demo-4
spec:
  containers:
  - name: constraints-mem-demo-4-ctr
    image: nginx

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/memory-constraints-pod-4.yaml --namespace=constraints-mem-example

파드에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get pod constraints-mem-demo-4 --namespace=constraints-mem-example --output=yaml

출력 결과는 파드의 컨테이너에 1GiB의 메모리 요청량과 1GiB의 메모리 상한이 있음을 보여준다. 컨테이너는 이러한 값을 어떻게 얻었을까?

resources:
  limits:
    memory: 1Gi
  requests:
    memory: 1Gi

컨테이너가 자체 메모리 요청량과 상한을 지정하지 않았으므로, 리밋레인지의 메모리의 요청량과 상한 기본값이 제공되었다.

이 시점에서, 컨테이너가 실행 중이거나 실행 중이 아닐 수 있다. 이 태스크의 전제 조건은 노드에 최소 1GiB의 메모리가 있어야 한다는 것이다. 각 노드에 1GiB의 메모리만 있는 경우, 노드에 할당할 수 있는 메모리가 1GiB의 메모리 요청량을 수용하기에 충분하지 않을 수 있다. 메모리가 2GiB인 노드를 사용하는 경우에는, 메모리가 1GiB 요청량을 수용하기에 충분할 것이다.

파드를 삭제한다.

kubectl delete pod constraints-mem-demo-4 --namespace=constraints-mem-example

메모리의 최소 및 최대 제약 조건 적용

리밋레인지에 의해 네임스페이스에 부과된 메모리의 최대 및 최소 제약 조건은 파드를 생성하거나 업데이트할 때만 적용된다. 리밋레인지를 변경해도, 이전에 생성된 파드에는 영향을 미치지 않는다.

메모리의 최소 및 최대 제약 조건에 대한 동기

클러스터 관리자는 파드가 사용할 수 있는 메모리 양에 제한을 둘 수 있다. 예를 들면 다음과 같다.

  • 클러스터의 각 노드에는 2GB의 메모리가 있다. 클러스터의 어떤 노드도 2GB 이상의 요청량을 지원할 수 없으므로, 2GB 이상의 메모리를 요청하는 파드를 수락하지 않으려고 한다.

  • 클러스터는 운영 부서와 개발 부서에서 공유한다. 프로덕션 워크로드가 최대 8GB의 메모리를 소비하도록 하려면, 개발 워크로드를 512MB로 제한해야 한다. 프로덕션 및 개발을 위해 별도의 네임스페이스를 만들고, 각 네임스페이스에 메모리 제약 조건을 적용한다.

정리

네임스페이스를 삭제한다.

kubectl delete namespace constraints-mem-example

다음 내용

클러스터 관리자를 위한 문서

앱 개발자를 위한 문서

4 - 네임스페이스에 대한 CPU의 최소 및 최대 제약 조건 구성

이 페이지는 네임스페이스에서 컨테이너와 파드가 사용하는 CPU 리소스의 최솟값과 최댓값을 설정하는 방법을 보여준다. 리밋레인지(LimitRange) 오브젝트에 CPU의 최솟값과 최댓값을 지정한다. 리밋레인지에 의해 부과된 제약 조건을 파드가 충족하지 않으면, 네임스페이스에서 생성될 수 없다.

시작하기 전에

쿠버네티스 클러스터가 필요하고, kubectl 커맨드-라인 툴이 클러스터와 통신할 수 있도록 설정되어 있어야 한다. 이 튜토리얼은 컨트롤 플레인 호스트가 아닌 노드가 적어도 2개 포함된 클러스터에서 실행하는 것을 추천한다. 만약, 아직 클러스터를 가지고 있지 않다면, minikube를 사용해서 생성하거나 다음의 쿠버네티스 플레이그라운드 중 하나를 사용할 수 있다.

버전 확인을 위해서, 다음 커맨드를 실행 kubectl version.

태스크 예제를 실행하려면 클러스터에 적어도 1 CPU 이상이 사용 가능해야 한다.

네임스페이스 생성

이 연습에서 생성한 리소스가 클러스터의 나머지와 격리되도록 네임스페이스를 생성한다.

kubectl create namespace constraints-cpu-example

리밋레인지와 파드 생성

다음은 리밋레인지에 대한 구성 파일이다.

admin/resource/cpu-constraints.yaml 
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: cpu-min-max-demo-lr
spec:
  limits:
  - max:
      cpu: "800m"
    min:
      cpu: "200m"
    type: Container

리밋레인지를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-constraints.yaml --namespace=constraints-cpu-example

리밋레인지에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get limitrange cpu-min-max-demo-lr --output=yaml --namespace=constraints-cpu-example

출력 결과는 예상대로 CPU의 최소와 최대 제약 조건을 보여준다. 그러나 참고로 리밋레인지에 대한 구성 파일에 기본값을 지정하지 않아도 자동으로 생성된다.

limits:
- default:
    cpu: 800m
  defaultRequest:
    cpu: 800m
  max:
    cpu: 800m
  min:
    cpu: 200m
  type: Container

이제 constraints-cpu-example 네임스페이스에 컨테이너가 생성될 때마다, 쿠버네티스는 다음 단계를 수행한다.

  • 컨테이너가 자체 CPU 요청량(request)과 상한(limit)을 지정하지 않으면, 컨테이너에 CPU 요청량과 상한의 기본값(default)을 지정한다.

  • 컨테이너가 200 millicpu 이상의 CPU 요청량을 지정하는지 확인한다.

  • 컨테이너가 800 millicpu 이하의 CPU 상한을 지정하는지 확인한다.

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너 매니페스트는 500 millicpu의 CPU 요청량 및 800 millicpu의 CPU 상한을 지정한다. 이는 리밋레인지에 의해 부과된 CPU의 최소와 최대 제약 조건을 충족시킨다.

admin/resource/cpu-constraints-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        cpu: "800m"
      requests:
        cpu: "500m"

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-constraints-pod.yaml --namespace=constraints-cpu-example

파드의 컨테이너가 실행 중인지 확인한다.

kubectl get pod constraints-cpu-demo --namespace=constraints-cpu-example

파드에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get pod constraints-cpu-demo --output=yaml --namespace=constraints-cpu-example

출력 결과는 컨테이너의 CPU 요청량이 500 millicpu이고, CPU 상한이 800 millicpu임을 나타낸다. 이는 리밋레인지에 의해 부과된 제약 조건을 만족시킨다.

resources:
  limits:
    cpu: 800m
  requests:
    cpu: 500m

파드 삭제

kubectl delete pod constraints-cpu-demo --namespace=constraints-cpu-example

CPU 최대 제약 조건을 초과하는 파드 생성 시도

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 500 millicpu의 CPU 요청량과 1.5 cpu의 CPU 상한을 지정한다.

admin/resource/cpu-constraints-pod-2.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo-2
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-2-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        cpu: "1.5"
      requests:
        cpu: "500m"

파드 생성을 시도한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-constraints-pod-2.yaml --namespace=constraints-cpu-example

컨테이너가 너무 큰 CPU 상한을 지정하므로, 출력 결과에 파드가 생성되지 않은 것으로 표시된다.

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/cpu-constraints-pod-2.yaml":
pods "constraints-cpu-demo-2" is forbidden: maximum cpu usage per Container is 800m, but limit is 1500m.

최소 CPU 요청량을 충족하지 않는 파드 생성 시도

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 100 millicpu의 CPU 요청량과 800 millicpu의 CPU 상한을 지정한다.

admin/resource/cpu-constraints-pod-3.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo-3
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-3-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        cpu: "800m"
      requests:
        cpu: "100m"

파드 생성을 시도한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-constraints-pod-3.yaml --namespace=constraints-cpu-example

컨테이너가 너무 작은 CPU 요청량을 지정하므로, 출력 결과에 파드가 생성되지 않은 것으로 표시된다.

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/cpu-constraints-pod-3.yaml":
pods "constraints-cpu-demo-3" is forbidden: minimum cpu usage per Container is 200m, but request is 100m.

CPU 요청량 또는 상한을 지정하지 않은 파드 생성

컨테이너가 하나인 파드의 구성 파일은 다음과 같다. 컨테이너는 CPU 요청량을 지정하지 않으며, CPU 상한을 지정하지 않는다.

admin/resource/cpu-constraints-pod-4.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: constraints-cpu-demo-4
spec:
  containers:
  - name: constraints-cpu-demo-4-ctr
    image: vish/stress

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/cpu-constraints-pod-4.yaml --namespace=constraints-cpu-example

파드에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get pod constraints-cpu-demo-4 --namespace=constraints-cpu-example --output=yaml

출력 결과는 파드의 컨테이너에 대한 CPU 요청량이 800 millicpu이고, CPU 상한이 800 millicpu임을 나타낸다. 컨테이너는 어떻게 이런 값을 얻었을까?

resources:
  limits:
    cpu: 800m
  requests:
    cpu: 800m

컨테이너가 자체 CPU 요청량과 상한을 지정하지 않았으므로, 리밋레인지로부터 CPU 요청량과 상한의 기본값이 주어졌다.

이 시점에서, 컨테이너는 실행 중이거나 실행 중이 아닐 수 있다. 이 태스크의 전제 조건은 클러스터에 1 CPU 이상 사용 가능해야 한다는 것이다. 각 노드에 1 CPU만 있는 경우, 노드에 할당할 수 있는 CPU가 800 millicpu의 요청량을 수용하기에 충분하지 않을 수 있다. 2 CPU인 노드를 사용하는 경우에는, CPU가 800 millicpu 요청량을 수용하기에 충분할 것이다.

파드를 삭제한다.

kubectl delete pod constraints-cpu-demo-4 --namespace=constraints-cpu-example

CPU의 최소 및 최대 제약 조건의 적용

리밋레인지에 의해 네임스페이스에 부과된 CPU의 최대 및 최소 제약 조건은 파드를 생성하거나 업데이트할 때만 적용된다. 리밋레인지를 변경해도, 이전에 생성된 파드에는 영향을 미치지 않는다.

CPU의 최소 및 최대 제약 조건에 대한 동기

클러스터 관리자는 파드가 사용할 수 있는 CPU 리소스에 제한을 둘 수 있다. 예를 들면 다음과 같다.

  • 클러스터의 각 노드에는 2 CPU가 있다. 클러스터의 어떤 노드도 요청량을 지원할 수 없기 때문에, 2 CPU 이상을 요청하는 파드를 수락하지 않으려고 한다.

  • 클러스터는 프로덕션과 개발 부서에서 공유한다. 프로덕션 워크로드가 최대 3 CPU를 소비하도록 하고 싶지만, 개발 워크로드는 1 CPU로 제한하려고 한다. 프로덕션과 개발을 위해 별도의 네임스페이스를 생성하고, 각 네임스페이스에 CPU 제약 조건을 적용한다.

정리

네임스페이스를 삭제한다.

kubectl delete namespace constraints-cpu-example

다음 내용

클러스터 관리자를 위한 문서

앱 개발자를 위한 문서

5 - 네임스페이스에 대한 메모리 및 CPU 쿼터 구성

이 페이지는 네임스페이스에서 실행 중인 모든 컨테이너가 사용할 수 있는 총 메모리 및 CPU 양에 대한 쿼터를 설정하는 방법을 보여준다. 리소스쿼터(ResourceQuota) 오브젝트에 쿼터를 지정한다.

시작하기 전에

쿠버네티스 클러스터가 필요하고, kubectl 커맨드-라인 툴이 클러스터와 통신할 수 있도록 설정되어 있어야 한다. 이 튜토리얼은 컨트롤 플레인 호스트가 아닌 노드가 적어도 2개 포함된 클러스터에서 실행하는 것을 추천한다. 만약, 아직 클러스터를 가지고 있지 않다면, minikube를 사용해서 생성하거나 다음의 쿠버네티스 플레이그라운드 중 하나를 사용할 수 있다.

버전 확인을 위해서, 다음 커맨드를 실행 kubectl version.

클러스터의 각 노드에는 최소 1GiB의 메모리가 있어야 한다.

네임스페이스 생성

이 연습에서 생성한 리소스가 클러스터의 나머지와 격리되도록 네임스페이스를 생성한다.

kubectl create namespace quota-mem-cpu-example

리소스쿼터 생성

다음은 리소스쿼터 오브젝트의 구성 파일이다.

admin/resource/quota-mem-cpu.yaml 
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: mem-cpu-demo
spec:
  hard:
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi

리소스쿼터를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/quota-mem-cpu.yaml --namespace=quota-mem-cpu-example

리소스쿼터에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get resourcequota mem-cpu-demo --namespace=quota-mem-cpu-example --output=yaml

리소스쿼터는 이러한 요구 사항을 quota-mem-cpu-example 네임스페이스에 배치한다.

  • 모든 컨테이너에는 메모리 요청량(request), 메모리 상한(limit), CPU 요청량 및 CPU 상한이 있어야 한다.
  • 모든 컨테이너에 대한 총 메모리 요청량은 1GiB를 초과하지 않아야 한다.
  • 모든 컨테이너에 대한 총 메모리 상한은 2GiB를 초과하지 않아야 한다.
  • 모든 컨테이너에 대한 총 CPU 요청량은 1 cpu를 초과해서는 안된다.
  • 모든 컨테이너에 대한 총 CPU 상한은 2 cpu를 초과해서는 안된다.

파드 생성

파드의 구성 파일은 다음과 같다.

admin/resource/quota-mem-cpu-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: quota-mem-cpu-demo
spec:
  containers:
  - name: quota-mem-cpu-demo-ctr
    image: nginx
    resources:
      limits:
        memory: "800Mi"
        cpu: "800m"
      requests:
        memory: "600Mi"
        cpu: "400m"

파드를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/quota-mem-cpu-pod.yaml --namespace=quota-mem-cpu-example

파드의 컨테이너가 실행 중인지 확인한다.

kubectl get pod quota-mem-cpu-demo --namespace=quota-mem-cpu-example

다시 한 번, 리소스쿼터에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get resourcequota mem-cpu-demo --namespace=quota-mem-cpu-example --output=yaml

출력 결과는 쿼터와 사용된 쿼터를 함께 보여준다. 파드의 메모리와 CPU 요청량 및 상한이 쿼터를 초과하지 않은 것을 볼 수 있다.

status:
  hard:
    limits.cpu: "2"
    limits.memory: 2Gi
    requests.cpu: "1"
    requests.memory: 1Gi
  used:
    limits.cpu: 800m
    limits.memory: 800Mi
    requests.cpu: 400m
    requests.memory: 600Mi

두 번째 파드 생성 시도

다음은 두 번째 파드의 구성 파일이다.

admin/resource/quota-mem-cpu-pod-2.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: quota-mem-cpu-demo-2
spec:
  containers:
  - name: quota-mem-cpu-demo-2-ctr
    image: redis
    resources:
      limits:
        memory: "1Gi"
        cpu: "800m"
      requests:
        memory: "700Mi"
        cpu: "400m"

구성 파일에서, 파드의 메모리 요청량이 700MiB임을 알 수 있다. 사용된 메모리 요청량과 이 새 메모리 요청량의 합계가 메모리 요청량 쿼터를 초과한다. 600MiB + 700MiB > 1GiB

파드 생성을 시도한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/quota-mem-cpu-pod-2.yaml --namespace=quota-mem-cpu-example

두 번째 파드는 생성되지 않는다. 출력 결과는 두 번째 파드를 생성하면 메모리 요청량의 총 합계가 메모리 요청량 쿼터를 초과함을 보여준다.

Error from server (Forbidden): error when creating "examples/admin/resource/quota-mem-cpu-pod-2.yaml":
pods "quota-mem-cpu-demo-2" is forbidden: exceeded quota: mem-cpu-demo,
requested: requests.memory=700Mi,used: requests.memory=600Mi, limited: requests.memory=1Gi

토론

이 연습에서 보았듯이, 리소스쿼터를 사용하여 네임스페이스에서 실행 중인 모든 컨테이너에 대한 메모리 요청량의 총 합계를 제한할 수 있다. 메모리 상한, CPU 요청량 및 CPU 상한의 총 합계를 제한할 수도 있다.

모든 컨테이너에 대한 합계 대신 개별 컨테이너를 제한하려면, 리밋레인지(LimitRange)를 사용한다.

정리

네임스페이스를 삭제한다.

kubectl delete namespace quota-mem-cpu-example

다음 내용

클러스터 관리자를 위한 문서

앱 개발자를 위한 문서

6 - 네임스페이스에 대한 파드 쿼터 구성

이 페이지는 네임스페이스에서 실행할 수 있는 총 파드 수에 대한 쿼터를 설정하는 방법을 보여준다. 리소스쿼터(ResourceQuota) 오브젝트에 쿼터를 지정한다.

시작하기 전에

쿠버네티스 클러스터가 필요하고, kubectl 커맨드-라인 툴이 클러스터와 통신할 수 있도록 설정되어 있어야 한다. 이 튜토리얼은 컨트롤 플레인 호스트가 아닌 노드가 적어도 2개 포함된 클러스터에서 실행하는 것을 추천한다. 만약, 아직 클러스터를 가지고 있지 않다면, minikube를 사용해서 생성하거나 다음의 쿠버네티스 플레이그라운드 중 하나를 사용할 수 있다.

버전 확인을 위해서, 다음 커맨드를 실행 kubectl version.

네임스페이스 생성

이 실습에서 생성한 리소스가 클러스터의 나머지와 격리되도록 네임스페이스를 생성한다.

kubectl create namespace quota-pod-example

리소스쿼터 생성

다음은 리소스쿼터 오브젝트의 구성 파일이다.

admin/resource/quota-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: pod-demo
spec:
  hard:
    pods: "2"

리소스쿼터를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/quota-pod.yaml --namespace=quota-pod-example

리소스쿼터에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get resourcequota pod-demo --namespace=quota-pod-example --output=yaml

출력 결과는 네임스페이스에 두 개의 파드 쿼터가 있고, 현재 파드가 없음을 보여준다. 즉, 쿼터 중 어느 것도 사용되지 않았다.

spec:
  hard:
    pods: "2"
status:
  hard:
    pods: "2"
  used:
    pods: "0"

다음은 디플로이먼트(Deployment) 구성 파일이다.

admin/resource/quota-pod-deployment.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: pod-quota-demo
spec:
  selector:
    matchLabels:
      purpose: quota-demo
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        purpose: quota-demo
    spec:
      containers:
      - name: pod-quota-demo
        image: nginx

구성 파일에서, replicas: 3 은 쿠버네티스가 모두 동일한 애플리케이션을 실행하는 세 개의 파드를 만들도록 지시한다.

디플로이먼트를 생성한다.

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/resource/quota-pod-deployment.yaml --namespace=quota-pod-example

디플로이먼트에 대한 자세한 정보를 본다.

kubectl get deployment pod-quota-demo --namespace=quota-pod-example --output=yaml

출력 결과는 디플로이먼트에서 3개의 레플리카를 지정하더라도, 쿼터로 인해 2개의 파드만 생성되었음을 보여준다.

spec:
  ...
  replicas: 3
...
status:
  availableReplicas: 2
...
lastUpdateTime: 2017-07-07T20:57:05Z
    message: 'unable to create pods: pods "pod-quota-demo-1650323038-" is forbidden:
      exceeded quota: pod-demo, requested: pods=1, used: pods=2, limited: pods=2'

정리

네임스페이스를 삭제한다.

kubectl delete namespace quota-pod-example

다음 내용

클러스터 관리자를 위한 문서

앱 개발자를 위한 문서