面试题：容器化技术下，Kubernetes资源配额与限制的高级难度题

Question

假设你负责一个大型容器化应用集群，集群中有多个Namespace，每个Namespace下有不同数量和类型的工作负载。现在要对每个Namespace设置资源配额，要求在保证关键业务Pod（如数据库相关Pod）优先获取资源的前提下，限制其他普通业务Pod的资源使用，避免资源耗尽。请阐述你的整体设计思路，并说明如何通过Kubernetes的资源配额与限制机制实现，包括如何设置ResourceQuota和LimitRange等。

Answer 1

整体设计思路

1. 识别关键业务Pod：通过标签（如 app=database 等）来标记数据库相关等关键业务Pod。
2. 资源优先级划分：为关键业务Pod分配更高的资源优先级，在资源紧张时优先保障其资源需求。
3. 普通业务Pod资源限制：限制普通业务Pod的资源使用量，避免其过度占用资源导致关键业务Pod资源不足。
4. 动态调整：根据集群资源使用情况和业务负载变化，动态调整资源配额设置。

通过Kubernetes资源配额与限制机制实现

设置ResourceQuota

1. 创建ResourceQuota对象：在每个Namespace下创建 ResourceQuota 对象。

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: example-resource-quota
  namespace: your-namespace
spec:
  hard:
    requests.cpu: "10"  # 例如，总共允许请求10个CPU核心
    requests.memory: 20Gi  # 总共允许请求20GB内存
    limits.cpu: "20"  # 总共允许限制20个CPU核心
    limits.memory: 40Gi  # 总共允许限制40GB内存

2. 区分关键与普通业务资源配额：可以通过标签选择器（Selector）来为不同类型Pod设置不同配额。但在 ResourceQuota 中不能直接基于标签设置不同配额，可结合 LimitRange 间接实现。例如，先通过 LimitRange 对不同标签Pod设置不同资源限制，然后 ResourceQuota 限制整体资源使用量。

设置LimitRange

1. 创建LimitRange对象：在每个Namespace下创建 LimitRange 对象。

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: example-limit-range
  namespace: your-namespace
spec:
  limits:
  - type: Pod
    max:
      cpu: "2"
      memory: 4Gi
    min:
      cpu: "0.1"
      memory: 100Mi
  - type: Container
    default:
      cpu: "1"
      memory: 2Gi
    defaultRequest:
      cpu: "0.5"
      memory: 1Gi
    max:
      cpu: "2"
      memory: 4Gi
    min:
      cpu: "0.1"
      memory: 100Mi

2. 为关键业务Pod设置更高资源限制：通过标签选择器设置不同规则。

apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: critical-limit-range
  namespace: your-namespace
spec:
  limits:
  - type: Pod
    max:
      cpu: "4"
      memory: 8Gi
    min:
      cpu: "0.5"
      memory: 500Mi
    selector:
      app: database  # 假设关键业务Pod标签为app=database
  - type: Container
    default:
      cpu: "2"
      memory: 4Gi
    defaultRequest:
      cpu: "1"
      memory: 2Gi
    max:
      cpu: "4"
      memory: 8Gi
    min:
      cpu: "0.5"
      memory: 500Mi
    selector:
      app: database

这样通过 LimitRange 对不同标签的Pod和容器设置不同资源限制，再配合 ResourceQuota 限制整个Namespace的资源使用量，实现关键业务Pod优先获取资源，同时限制普通业务Pod资源使用。