為叢集超額佈建節點容量

本頁面將引導您完成在 Kubernetes 叢集中設定節點超額佈建。節點超額佈建是一種主動保留叢集部分計算資源的策略。此保留有助於減少在擴展事件期間排程新 Pod 所需的時間，從而增強叢集對流量或工作負載需求突然激增的反應能力。

透過維護一些未使用的容量，您可以確保在建立新 Pod 時立即提供資源，防止它們在叢集擴展時進入擱置狀態。

開始之前

• 您需要有一個 Kubernetes 叢集，並且必須設定 kubectl 命令列工具以與您的叢集通訊。
• 您應該已經基本了解部署、Pod 優先順序和PriorityClasses。
• 您的叢集必須設定一個自動擴展器，以根據需求管理節點。

建立 PriorityClass

首先為預留位置 Pod 定義 PriorityClass。首先，建立具有負優先順序值的 PriorityClass，您稍後將其指派給預留位置 Pod。稍後，您將設定使用此 PriorityClass 的部署

priorityclass/low-priority-class.yaml

apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: placeholder # these Pods represent placeholder capacity
value: -1000
globalDefault: false
description: "Negative priority for placeholder pods to enable overprovisioning."

然後建立 PriorityClass

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/priorityclass/low-priority-class.yaml

接下來，您將定義一個部署，該部署使用負優先順序 PriorityClass 並執行最小容器。當您將其新增至叢集時，Kubernetes 會執行這些預留位置 Pod 以保留容量。任何時候出現容量短缺時，控制平面都會選擇其中一個預留位置 Pod 作為搶佔的第一個候選者。

執行請求節點容量的 Pod

檢閱範例資訊清單

deployments/deployment-with-capacity-reservation.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: capacity-reservation
  # You should decide what namespace to deploy this into
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: capacity-placeholder
  template:
    metadata:
      labels:
        app.kubernetes.io/name: capacity-placeholder
      annotations:
        kubernetes.io/description: "Capacity reservation"
    spec:
      priorityClassName: placeholder
      affinity: # Try to place these overhead Pods on different nodes
                # if possible
        podAntiAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchLabels:
                app: placeholder
            topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
      containers:
      - name: pause
        image: registry.k8s.io/pause:3.6
        resources:
          requests:
            cpu: "50m"
            memory: "512Mi"
          limits:
            memory: "512Mi"

為預留位置 Pod 選擇命名空間

您應該選取或建立一個命名空間，以放置預留位置 Pod。

建立預留位置部署

根據該 Manifest 建立一個 Deployment

# Change the namespace name "example"
kubectl --namespace example apply -f https://k8s.io/examples/deployments/deployment-with-capacity-reservation.yaml

調整預留位置資源請求

設定預留位置 Pod 的資源請求和限制，以定義您想要維護的過度配置資源量。此預留機制確保為新的 Pod 保留特定數量的 CPU 和記憶體。

若要編輯 Deployment，請修改 Deployment Manifest 檔案中的 resources 區段，以設定適當的請求和限制。您可以將該檔案下載到本機，然後使用您偏好的文字編輯器進行編輯。

您也可以使用 kubectl 編輯 Deployment

kubectl edit deployment capacity-reservation

例如，若要為 5 個預留位置 Pod 總共預留 0.5 個 CPU 和 1GiB 記憶體，請為單個預留位置 Pod 定義資源請求和限制如下

  resources:
    requests:
      cpu: "100m"
      memory: "200Mi"
    limits:
      cpu: "100m"

設定所需的副本計數

計算總預留資源

例如，若有 5 個副本，每個副本預留 0.1 個 CPU 和 200MiB 記憶體
總預留 CPU：5 × 0.1 = 0.5（在 Pod 規範中，您將寫入數量 500m）
總預留記憶體：5 × 200MiB = 1GiB（在 Pod 規範中，您將寫入 1 Gi）

若要擴展 Deployment，請根據叢集的大小和預期的工作負載調整副本數量

kubectl scale deployment capacity-reservation --replicas=5

驗證擴展

kubectl get deployment capacity-reservation

輸出應反映更新後的副本數量

NAME                   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
capacity-reservation   5/5     5            5           2m

下一步

• 深入瞭解 PriorityClasses 及其如何影響 Pod 排程。
• 探索 節點自動擴展，以根據工作負載需求動態調整叢集的大小。
• 理解 Pod 搶佔，這是 Kubernetes 處理資源爭用的關鍵機制。同一頁面涵蓋了驅逐，這與預留位置 Pod 方法的關聯性較低，但也是 Kubernetes 在資源爭用時做出反應的一種機制。