[Kubernetes] requests와 limits 적정 값 계산과 CPU 스로틀링 대처

# resource-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: resource-demo
  namespace: resource-demo
spec:
  containers:
  - name: app
    image: nginx:1.25
    resources:
      requests:
        memory: "128Mi"   # 스케줄러: 이 노드에 128MiB 여유가 있어야 함
        cpu: "250m"       # 스케줄러: 0.25 코어(250 밀리코어) 여유 필요
      limits:
        memory: "256Mi"   # kubelet: 초과 시 OOMKilled
        cpu: "500m"       # kubelet: 초과 시 CPU throttling (죽이지 않음)

# 파드 생성 및 리소스 설정 확인
kubectl apply -f resource-demo.yaml

kubectl describe pod resource-demo -n resource-demo | grep -A 10 "Limits\|Requests"
# Limits:
#   cpu:     500m
#   memory:  256Mi
# Requests:
#   cpu:      250m
#   memory:   128Mi

# 실제 사용량 모니터링 (metrics-server 필요)
kubectl top pod resource-demo -n resource-demo
# NAME            CPU(cores)   MEMORY(bytes)
# resource-demo   3m           8Mi

# QoS: Guaranteed — requests == limits (모든 컨테이너, CPU+메모리 전부)
resources:
  requests:
    memory: "256Mi"
    cpu: "500m"
  limits:
    memory: "256Mi"  # requests와 동일
    cpu: "500m"      # requests와 동일

---
# QoS: Burstable — requests < limits, 또는 일부 컨테이너만 설정
resources:
  requests:
    memory: "128Mi"
    cpu: "250m"
  limits:
    memory: "512Mi"  # requests와 다름
    cpu: "1000m"

---
# QoS: BestEffort — requests, limits 모두 미설정
# (설정하지 않으면 자동으로 BestEffort)
resources: {}

# 파드의 QoS 클래스 확인
kubectl get pod resource-demo -n resource-demo \
  -o jsonpath='{.status.qosClass}'
# Burstable

# 모든 파드의 QoS 클래스 일괄 확인
kubectl get pods -A \
  -o custom-columns='NAMESPACE:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,QOS:.status.qosClass'

파드 생성 (requests: cpu 250m·mem 128Mi / limits: cpu 500m·mem 256Mi)
   │
   ① 스케줄 배정                (kube-scheduler가 requests로 노드 여유 확인 → 배치)
   │
   ② 런타임 제한 설정            (kubelet이 limits를 노드의 cgroup에 기록)
   │
   ├─③a CPU가 limit 초과         (압축 가능 → CFS로 throttle: 느려질 뿐 안 죽음)
   ├─③b 메모리가 limit 초과       (압축 불가 → OOMKilled, exit 137, 재시작)
   │
   ④ 노드 메모리 부족 시 축출 순위  (QoS: BestEffort → Burstable → Guaranteed)
   ▼
requests=배치 기준 · limits=상한(초과 시 throttle 또는 kill) · 둘의 관계=QoS 등급

# limitrange.yaml
apiVersion: v1
kind: LimitRange
metadata:
  name: default-limits
  namespace: resource-demo
spec:
  limits:
  - type: Container
    default:          # limits 미설정 시 자동 주입
      cpu: "500m"
      memory: "256Mi"
    defaultRequest:   # requests 미설정 시 자동 주입
      cpu: "100m"
      memory: "128Mi"
    max:              # 이 값 이상은 허용 안 함
      cpu: "2"
      memory: "2Gi"
    min:              # 이 값 미만은 허용 안 함
      cpu: "50m"
      memory: "64Mi"

kubectl apply -f limitrange.yaml

# 검증: resources 없이 파드 생성
kubectl run test-default --image=nginx:1.25 -n resource-demo

# 자동으로 default 값이 주입됐는지 확인
kubectl describe pod test-default -n resource-demo | grep -A 8 "Limits\|Requests"
# Limits:
#   cpu:     500m    ← LimitRange에서 주입됨
#   memory:  256Mi   ← LimitRange에서 주입됨

kubectl delete pod test-default -n resource-demo