2. Kubernetes 多租户模型：命名空间隔离、资源配额、租户身份标识与标签策略

在 Kubernetes 中实现多租户故障域管理，首先需要建立清晰的租户边界。本章将深入剖析构成多租户模型的三个核心支柱：命名空间（Namespace）作为隔离单元、资源配额（ResourceQuota）作为资源边界、租户身份标识与标签策略作为运维锚点。这三者共同定义了“哪个租户的 Pod 在什么条件下被驱逐，以及如何被重调度”。

2.1 命名空间隔离：租户的虚拟集群边界

命名空间是 Kubernetes 多租户的基石。每个租户对应一个或多个命名空间，形成逻辑上的虚拟集群。命名空间提供的隔离能力包括：

• 对象名称隔离：不同命名空间中的资源（Pod、Service、ConfigMap 等）可以同名，互不冲突。
• 网络策略作用域：NetworkPolicy 默认只作用于同一命名空间，可限制租户间流量。
• 资源配额绑定：ResourceQuota 和 LimitRange 必须绑定到特定命名空间。
• RBAC 作用域：Role 和 RoleBinding 仅影响指定命名空间内的权限。

2.2 资源配额：防止租户资源抢占

ResourceQuota 是控制租户资源消耗上限的关键机制。没有配额，一个租户的异常流量或错误配置可能耗尽集群资源，导致其他租户的 Pod 被驱逐。ResourceQuota 可以限制以下维度：

apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
  name: tenant-a-quota
  namespace: tenant-acme-prod
spec:
  hard:
    requests.cpu: "10"
    requests.memory: "20Gi"
    limits.cpu: "20"
    limits.memory: "40Gi"
    pods: "50"
    persistentvolumeclaims: "10"
    requests.storage: "100Gi"

2.3 租户身份标识与标签策略

仅靠命名空间隔离不足以支撑复杂的故障域管理。当 Pod 被驱逐时，调度器需要知道“这个 Pod 属于哪个租户”以及“它的优先级如何”。这就需要一套统一的租户身份标识与标签策略。

2.3.1 标签策略设计原则

• 租户标识：使用 tenant-id 标签标记 Pod 所属租户，例如 tenant-id: acme-corp。
• 环境标识：使用 environment 标签区分生产、预发、测试环境，例如 environment: production。
• 优先级标识：使用 priority-tier 标签定义 Pod 的调度优先级，例如 priority-tier: gold、priority-tier: silver。
• 工作负载类型：使用 workload-type 标签区分无状态、有状态、批处理任务。

2.3.2 标签策略与 Pod 驱逐的关系

在 Pod 驱逐场景中，标签策略直接影响驱逐顺序和重调度决策：

2.4 租户身份标识的代码实践

以下是一个完整的 Deployment 示例，展示了如何通过标签和注解实现租户身份标识：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend
  namespace: tenant-acme-prod
  labels:
    tenant-id: acme-corp
    environment: production
    workload-type: stateless
    priority-tier: gold
  annotations:
    tenant.owner: "platform-team"
    tenant.sla: "99.95"
    tenant.cost-center: "cc-1234"
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: frontend
      tenant-id: acme-corp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: frontend
        tenant-id: acme-corp
        environment: production
        priority-tier: gold
        workload-type: stateless
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.25
        resources:
          requests:
            cpu: "500m"
            memory: "512Mi"
          limits:
            cpu: "1"
            memory: "1Gi"

2.5 多租户模型的核心要素总结