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CentOS系统K8S部署的资源分配策略

小樊
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2025-09-22 11:18:49
栏目: 智能运维

CentOS系统K8S部署资源分配策略

1. 节点规划与基础配置

在CentOS上部署K8S前,需根据应用类型规划节点角色:控制平面节点(建议3节点高可用,承担API Server、Controller Manager等核心组件,资源需求较低但需高稳定性)、计算节点(根据应用负载选择CPU/内存配置,如Web服务需侧重CPU,数据库服务需侧重内存)、存储节点(若需持久化存储,选择SSD提升IO性能,配置足够存储容量)。基础配置包括关闭防火墙(systemctl stop firewalld)、禁用SELinux(setenforce 0)、配置静态网络(避免IP变动影响集群通信)。

2. 资源请求与限制(Requests/Limits)

资源请求(Requests):定义Pod启动时所需的最小资源量(如memory: "64Mi"cpu: "250m"),Kubernetes调度器会优先将Pod调度到满足请求的节点,确保Pod能正常启动。资源限制(Limits):定义Pod能使用的最大资源量(如memory: "128Mi"cpu: "500m"),防止单个Pod占用过多资源导致节点或其他Pod崩溃(如容器内存超过限制会被OOM Killer终止)。需根据应用实际负载设置(如Nginx Pod可设置requests: cpu="250m", memory="64Mi"limits: cpu="500m", memory="128Mi")。

3. 命名空间与资源配额

通过**命名空间(Namespace)隔离不同环境(如devprod)或团队的资源,避免相互干扰。结合资源配额(ResourceQuota)**限制命名空间内的资源总量(如cpu: "4", memory: "16Gi"pods: "20"),防止单个团队过度占用集群资源(如限制prod命名空间的CPU总量不超过集群的50%)。

4. 自动伸缩策略

  • 水平Pod自动伸缩(HPA):根据CPU利用率(或自定义指标,如QPS)自动调整Pod副本数量(如minReplicas: 3maxReplicas: 10targetCPUUtilizationPercentage: 80),应对流量峰值(如电商秒杀场景,流量增长时自动扩容Pod)。
  • 垂直Pod自动伸缩(VPA):根据Pod历史资源使用情况自动调整requestslimits(如updateMode: "Auto"),优化长期运行的Pod资源分配(如数据分析服务,随数据量增长自动增加内存)。

5. 调度策略优化

  • 节点亲和性(Node Affinity):将Pod调度到具有特定标签的节点(如env: product),满足应用对节点属性的需求(如支付服务需要高速SSD节点,可设置requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution)。
  • 反亲和性(Pod Anti-Affinity):避免将同类Pod调度到同一节点(如topologyKey: "kubernetes.io/hostname"),提高应用高可用性(如Redis Cluster的多个分片分布在不同节点,防止单点故障)。
  • 拓扑感知调度:利用Kubernetes的CPU Manager功能,根据节点NUMA拓扑结构分配CPU(如将CPU密集型Pod绑定到独立NUMA节点,减少跨节点访问延迟)。

6. 存储资源管理

使用**PersistentVolume(PV)PersistentVolumeClaim(PVC)**分离存储资源定义与使用(如PV定义为nfs类型,PVC申请10Gi存储),实现存储资源的动态分配(通过StorageClass如local-path按需创建PV)。选择高效的CNI插件(如Calico,支持网络策略且性能较好),优化Pod网络性能。

7. 监控与持续优化

使用Prometheus+Grafana监控集群资源使用情况(如节点CPU/内存利用率、Pod资源请求/限制对比),设置告警规则(如sum(rate(container_cpu_usage_seconds_total[5m])) by (node) / sum(kube_node_status_capacity_cpu_cores) > 0.8,CPU使用率超过80%时触发告警)。定期分析监控数据,调整资源请求/限制(如某Pod长期使用率低于requests的50%,可适当降低requests值,提高资源利用率)。

8. QoS分层管理

根据应用重要性划分QoS等级,优先保障关键业务资源:

  • Guaranteedrequests == limits(如核心数据库服务),Kubernetes会优先保障其资源,避免被驱逐。
  • Burstablerequests < limits(如普通Web服务),适合资源需求波动的应用,允许在节点资源充足时使用更多资源。
  • BestEffort:未设置requests/limits(如后台批处理任务),在节点资源紧张时最后被驱逐。

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