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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, 네임스페이스에서 생성될 수 없다.

시작하기 전에

쿠버네티스 클러스터가 필요하고, kubectl 커맨드-라인 툴이 클러스터와 통신할 수 있도록 설정되어 있어야 한다. 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.

참고: 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.

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