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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, 해당 네임스페이스에 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 다음 쿠버네티스 플레이그라운드 중 하나를 사용할 수 있다.
클러스터에 네임스페이스를 생성할 수 있는 권한이 있어야 한다.
클러스터의 각 노드는 파드 실행을 위해 적어도 1.0 CPU 이상이 사용 가능해야 한다. 쿠버네티스에서 “1 CPU”가 무엇을 의미하는지 알아보려면 CPU의 의미를 참조한다.
네임스페이스 생성
이 연습에서 생성한 리소스가 클러스터의 나머지와 격리되도록 네임스페이스를 생성한다.
kubectl create namespace constraints-cpu-example
리밋레인지와 파드 생성
다음은 리밋레인지 예제 매니페스트이다.
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 파드를 생성할 때마다(또는
다른 쿠버네티스 API 클라이언트가 동일한 파드를 생성할 때마다), 쿠버네티스는 다음 단계를 수행한다.
-
해당 파드의 어떤 컨테이너도 자체 CPU 요청량(request)과 상한(limit)을 명시하지 않으면, 컨트롤 플레인이 해당 컨테이너에 CPU 요청량과 상한의 기본값(default)을 지정한다.
-
해당 파드의 모든 컨테이너가 200 millicpu 이상의 CPU 요청량을 지정하는지 확인한다.
-
해당 파드의 모든 컨테이너가 800 millicpu 이하의 CPU 상한을 지정하는지 확인한다.
LimitRange 오브젝트를 생성할 때, huge-pages
또는 GPU에도 상한을 지정할 수 있다. 그러나, 이 리소스들에 default 와 defaultRequest 가
모두 지정되어 있으면, 두 값은 같아야 한다.
다음은 컨테이너가 하나인 파드의 매니페스트이다. 컨테이너 매니페스트는 500 millicpu의 CPU 요청량 및 800 millicpu의 CPU 상한을 지정하고 있다. 이는 이 네임스페이스의 리밋레인지에 의해 부과된 CPU의 최소와 최대 제약 조건을 충족시킨다.
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
파드가 실행 중이고 컨테이너의 상태가 정상인지 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 파드 내 유일한 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
다음은 컨테이너가 하나인 파드의 매니페스트이다. 컨테이너는 500 millicpu의 CPU 요청량과 1.5 cpu의 CPU 상한을 지정하고 있다.
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
결과를 보면 파드가 생성되지 않은 것을 확인할 수 있으며, 이는 해당 파드가 수용 불가능한 컨테이너를 정의하고 있기 때문이다. 해당 컨테이너가 수용 불가능한 이유는 너무 큰 CPU 상한을 지정하고 있기 때문이다.
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
다음은 컨테이너가 하나인 파드의 매니페스트이다. 컨테이너는 100 millicpu의 CPU 요청량과 800 millicpu의 CPU 상한을 지정하고 있다.
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
결과를 보면 파드가 생성되지 않은 것을 확인할 수 있으며, 이는 해당 파드가 수용 불가능한 컨테이너를 정의하고 있기 때문이다. 해당 컨테이너가 수용 불가능한 이유는 지정된 최저 CPU 요청량보다도 낮은 CPU 요청량을 지정하고 있기 때문이다.
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
다음은 컨테이너가 하나인 파드의 매니페스트이다. 컨테이너는 CPU 요청량을 지정하지 않았으며, CPU 상한도 지정하지 않았다.
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
출력을 보면 파드의 유일한 컨테이너에 대한 CPU 요청량이 800 millicpu이고, CPU 상한이 800 millicpu이다. 이 컨테이너는 어떻게 이런 값을 얻었을까?
resources:
limits:
cpu: 800m
requests:
cpu: 800m
컨테이너가 자체 CPU 요청량과 상한을 지정하지 않았으므로, 컨테이너가 이 네임스페이스에 대해 리밋레인지로부터 CPU 요청량과 상한의 기본값을 적용했다.
이 시점에서, 파드는 실행 중일 수도 있고 아닐 수도 있다. 이 태스크의 전제 조건은 노드에 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