📚 课程目录第1章 K8s资源模型概述

1. K8s 资源模型基础：Pod 资源请求与限制、CPU 与内存的计量单位、服务质量 QoS 等级分类

Kubernetes 的资源管理模型是调度与稳定运行的基石。每个 Pod 在创建时都需要声明其资源需求，集群据此决定调度位置、分配资源并保障服务质量。本章从三个核心维度展开：资源请求与限制、CPU 与内存的计量单位、QoS 等级分类。

1.1 Pod 资源请求与限制

在 Pod 的每个容器定义中，通过 resources.requests 和 resources.limits 字段声明资源需求：

Requests（请求）：容器启动时保证获得的最小资源量。调度器依据所有容器的 requests 总和判断节点是否满足资源容量。
Limits（限制）：容器运行时允许使用的资源上限。当容器试图使用超过 limits 的资源时，系统会触发限流或 OOM Kill。

  关键原则：Limits 必须 ≥ Requests。如果只设置 Limits 而未设置 Requests，则 Requests 默认等于 Limits。

以下是一个包含资源声明的 Pod 示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: resource-demo
spec:
  containers:
  - name: app
    image: nginx:1.25
    resources:
      requests:
        memory: "256Mi"
        cpu: "500m"
      limits:
        memory: "512Mi"
        cpu: "1000m"

1.2 CPU 与内存的计量单位

Kubernetes 使用标准化的单位体系来量化资源，确保跨平台一致性。

资源类型	单位	说明	示例
CPU	核（Core）	1 核 = 1 个物理核心或 vCPU。支持小数与毫核（m）	`1`、`0.5`、`500m`
内存	字节（Byte）	使用二进制单位（Ki、Mi、Gi）或十进制单位（k、M、G）	`256Mi`、`1Gi`、`512M`
临时存储	字节（Byte）	与内存单位体系一致，用于 emptyDir 等本地存储	`10Gi`、`500Mi`

单位换算速记：1 核 = 1000m（毫核）；1Gi = 1024Mi = 1024 × 1024Ki。注意：Kubernetes 中内存的 M 表示 1000×1000 字节（十进制），而 Mi 表示 1024×1024 字节（二进制），生产环境推荐使用二进制单位（Mi、Gi）避免精度误差。

1.3 服务质量 QoS 等级分类

Kubernetes 根据 Pod 中所有容器的 Requests 与 Limits 设置，自动将 Pod 划分为三个 QoS 等级。该等级决定了节点资源紧张时 Pod 被驱逐的优先级。

QoS 等级	判定条件	驱逐优先级	典型场景
Guaranteed	每个容器都设置了 Requests 和 Limits，且 Requests == Limits	最低（最晚被驱逐）	数据库、核心中间件、有状态服务
Burstable	至少一个容器设置了 Requests，且 Requests < Limits（或未设置 Limits）	中等	Web 应用、API 网关、批处理任务
BestEffort	所有容器均未设置 Requests 和 Limits	最高（最先被驱逐）	开发调试、低优先级批处理、临时任务

重要提醒：BestEffort Pod 在节点资源耗尽时会被立即驱逐，且不保证任何资源份额。生产环境中应避免将关键业务部署为 BestEffort 等级。

1.4 资源模型与 QoS 关系图

下图展示了 Pod 资源声明与 QoS 等级之间的映射关系：

1.5 资源模型核心概念总结

下表汇总了资源模型中的关键概念及其作用：

概念	作用域	调度影响	运行时影响
Requests	容器级别	决定节点能否调度	保证最小资源分配
Limits	容器级别	不影响调度	限制资源使用上限
QoS 等级	Pod 级别	间接影响调度策略	决定驱逐优先级
资源单位	全局	统一计量标准	确保跨平台一致性

最佳实践：为生产环境的 Pod 始终设置明确的 Requests 和 Limits，并尽量使 Requests == Limits（Guaranteed 等级），以获得最稳定的调度行为和最低的驱逐风险。对于可弹性伸缩的微服务，可适当设置 Requests < Limits 以提升资源利用率。