ki 域名_为什么kubectl top命令查看节点内存使用超过100%？

长虹剑主 · 发表于 2024-9-19 19:28:11

当使用kubectl top命令查看节点内存时，如果发现内存使用超过100%，这可能是因为计算方式的差异。Linux系统将缓存和缓冲区也计入了内存使用，而这些内存在需要时可以被迅速释放。实际可用内存可能比显示的数值要多。
Kubernetes作为容器编排平台，其资源管理是核心功能之一，下面将围绕Kubernetes的kubectl top命令，展开关于查看节点内存使用率超过100%的原因及背景分析：

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（图片来源网络，侵删）
1、资源分配与利用率计算
计算方式：节点使用率是通过将已使用的资源量除以可分配的资源总量得出，这不仅包括Pods消耗的资源，还包括系统守护进程等其他组件所使用的资源。
资源分配：在Kubernetes中，节点的资源分配涉及到资源的请求和限制设置，当某个节点上部署的Pods请求的资源总和超过了该节点的可分配资源，使用率就可能超过100%。
2、Metrics Server的角色
数据源：Metrics Server是一个集群范围内的资源指标聚合器，它从Kubelets收集指标并通过Metrics API在Kubernetes apiserver中公开这些指标，从而使得kubectl top命令可以查询到实时数据。
指标获取：通过Metrics Server,kubectl top命令能够获取节点和Pods的CPU与内存使用情况，而这是对集群资源使用状况进行监控和自动缩放的基础。
3、实际资源压力与显示差异

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（图片来源网络，侵删）
显示的使用率：尽管kubectl top node显示的使用率超过100%，但这并不代表节点真正遭受了内存压力，这仅表示在考虑到可分配资源的情形下的资源分配和使用情况。
实际使用率：节点的内存使用率可以通过已使用内存除以节点的总内存来计算，这个数值通常低于通过kubectl top看到的数据，并且能更准确地反映节点的内存压力状况。
4、资源超分现象
超分概念：在某些情况下，为了更充分地利用资源，管理员可能会有意识地设置资源分配超出节点实际拥有的资源，这种做法称为资源超分。
超分的影响：虽然资源超分可能导致节点的资源使用率显示超过100%，但这不一定意味着集群会因此出现问题，只要超分的程度在系统的容忍范围内即可。
5、内存使用情况
内存分配：在Kubernetes集群中，内存不仅是分配给Pods，还有一部分被系统守护进程所使用，这些内存同样会计入使用率的计算中。

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（图片来源网络，侵删）
内存计算：用户可以通过kubectl describe node 命令查看节点的详细资源配置和已经使用的内存量，进而计算出实际的内存使用率。
6、资源配额与限额
资源限额：在Kubernetes中，资源配额策略可能允许一定的资源超分现象，即总限额可能超过100%，这可以帮助提高资源利用率，但也需要谨慎以避免资源争用引起的问题。
资源申请：资源申请（Requests）和资源限制（Limits）之间的关系也会影响使用率，如果某Pod申请的资源远小于其限制，那么实际使用的资源可能会高于申请值，导致使用率计算上的“超标”。
在了解以上内容后，以下还有一些其他建议：
定期通过kubectl top或kubectl get raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes/nodeName命令监控资源使用情况。
注意观察资源超分情况下Pod的性能表现，确保超分不会引发性能问题。
考虑部署Metrics Server以获得更详细的资源使用信息，并利用这些信息进行容量规划和资源管理。
kubectl top命令是一个非常有用的工具，用于监控Kubernetes集群中节点和Pod的资源使用情况，节点内存使用率超过100%的现象，主要是由于资源的分配方式、超分机制以及Metrics Server的数据汇报方式所共同作用的结果，理解这一现象背后的原因，有助于人们更好地管理和优化Kubernetes集群的资源使用，确保集群运行的稳定性和效率。

下面是一个简单的介绍，描述了为什么在使用kubectl top 命令查看节点内存使用时可能会出现超过100%的情况：

原因分类	详细说明
虚拟内存使用	当一个节点上的进程使用交换空间（swap）或者透明大页面（Transparent Huge Pages, THP）时，这些可能会被计算在内，导致总的内存使用超过物理内存的100%。
系统缓存	操作系统可能会将一部分内存用作缓存（如 Page Cache），这部分内存虽然被占用，但不是被应用独占，因此实际应用使用的内存可能会报告超过物理内存。
内存分配策略	在某些情况下，容器可能会请求超过实际需要的内存，或者有内存预留（memory reservation），这样可能导致报告的使用量超过了物理内存的限制。
cgroup内存限制	如果节点的cgroup配置允许超额使用（overcommitment），那么可以分配的内存总量可能会超过物理内存。
内存泄漏	应用程序或系统服务中可能存在内存泄漏，这会导致内存使用量不断上升，最终可能报告超过100%。
临时尖峰	在某些情况下，应用程序可能会产生瞬时的内存使用尖峰，虽然持续时间不长，但在kubectl top 查看的瞬间可能会显示内存使用超过100%。
统计方法问题	kubectl top 命令依赖于 cadvisor 的统计数据，可能存在统计方法上的偏差，导致显示的内存使用率不准确。

请注意，这个介绍提供的是一些可能导致kubectl top 命令显示内存使用超过100%的一般原因，具体情况还需要结合实际环境和配置来分析。

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