Kubernetes 管理巨页（HugePages）

管理巨页（HugePages）

特性状态： Kubernetes v1.24 [stable]

Kubernetes 支持在 Pod 应用中使用预先分配的巨页。本文描述了用户如何使用巨页，以及当前的限制。

在开始之前

为了使节点能够上报巨页容量，Kubernetes 节点必须预先分配巨页。每个节点能够预先分配多种规格的巨页。

节点会自动发现全部巨页资源，并作为可供调度的资源进行上报。

API

用户可以通过在容器级别的资源需求中使用资源名称 ​hugepages-<size>​ 来使用巨页，其中的 size 是特定节点上支持的以整数值表示的最小二进制单位。 例如，如果一个节点支持 2048KiB 和 1048576KiB 页面大小，它将公开可调度的资源 ​hugepages-2Mi​ 和 ​hugepages-1Gi​。与 CPU 或内存不同，巨页不支持过量使用（overcommit）。 注意，在请求巨页资源时，还必须请求内存或 CPU 资源。

同一 Pod 的 spec 中可能会消耗不同尺寸的巨页。在这种情况下，它必须对所有挂载卷使用 ​medium: HugePages-<hugepagesize>​ 标识。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: huge-pages-example
spec:
  containers:
  - name: example
    image: fedora:latest
    command:
    - sleep
    - inf
    volumeMounts:
    - mountPath: /hugepages-2Mi
      name: hugepage-2mi
    - mountPath: /hugepages-1Gi
      name: hugepage-1gi
    resources:
      limits:
        hugepages-2Mi: 100Mi
        hugepages-1Gi: 2Gi
        memory: 100Mi
      requests:
        memory: 100Mi
  volumes:
  - name: hugepage-2mi
    emptyDir:
      medium: HugePages-2Mi
  - name: hugepage-1gi
    emptyDir:
      medium: HugePages-1Gi

Pod 只有在请求同一大小的巨页时才使用 ​medium：HugePages​。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: huge-pages-example
spec:
  containers:
  - name: example
    image: fedora:latest
    command:
    - sleep
    - inf
    volumeMounts:
    - mountPath: /hugepages
      name: hugepage
    resources:
      limits:
        hugepages-2Mi: 100Mi
        memory: 100Mi
      requests:
        memory: 100Mi
  volumes:
  - name: hugepage
    emptyDir:
      medium: HugePages

• 巨页的资源请求值必须等于其限制值。该条件在指定了资源限制，而没有指定请求的情况下默认成立。
• 巨页是被隔离在 pod 作用域的，因此每个容器在 spec 中都对 cgroup 沙盒有自己的限制。
• 巨页可用于 EmptyDir 卷，不过 EmptyDir 卷所使用的巨页数量不能够超出 Pod 请求的巨页数量。
• 通过带有 ​SHM_HUGETLB ​的 ​shmget()​ 使用巨页的应用，必须运行在一个与 ​proc/sys/vm/hugetlb_shm_group​ 匹配的补充组下。
• 通过 ResourceQuota 资源，可以使用 ​hugepages-<size>​ 标记控制每个命名空间下的巨页使用量， 类似于使用 ​cpu ​或 ​memory ​来控制其他计算资源。