Kubernetes 计算 CPU 使用率
使用 Prometheus 配置 kubernetes 环境中 Container 的 CPU 使用率时,会经常遇到 CPU 使用超出 100%,下面就来解释一下:
container_spec_cpu_period
当对容器进行 CPU 限制时,CFS 调度的时间窗口,又称容器 CPU 的时钟周期通常是 100,000 微秒
container_spec_cpu_quota
是指容器的使用 CPU 时间周期总量,如果 quota 设置的是 700,000,就代表该容器可用的 CPU 时间是 7*100,000 微秒,通常对应 kubernetes 的 resource.cpu.limits 的值
container_spec_cpu_share
是指 container 使用分配主机 CPU 相对值,比如 share 设置的是 500m,代表窗口启动时向主机节点申请 0.5 个 CPU,也就是 50,000 微秒,通常对应 kubernetes 的 resource.cpu.requests 的值
container_cpu_usage_seconds_total
统计容器的 CPU 在一秒内消耗使用率,应注意的是该 container 所有的 CORE
container_cpu_system_seconds_total
统计容器内核态在一秒时间内消耗的 CPU
container_cpu_user_seconds_total
统计容器用户态在一秒时间内消耗的 CPU
参考官方地址 https://docs.signalfx.com/en/latest/integrations/agent/monitors/cadvisor.html https://github.com/google/cadvisor/blob/master/docs/storage/prometheus.md
具体公式
默认如果直接使用 container_cpu_usage_seconds_total 的话,如下
sum(irate(container_cpu_usage_seconds_total{container="$Container",instance="$Node",pod="$Pod"}[5m])*100)by(pod)
默认统计的数据是该容器所有的 CORE 的平均使用率
如果要精确计算每个容器的 CPU 使用率,使用 % 呈现的形式,如下
sum(irate(container_cpu_usage_seconds_total{container="$Container",instance="$Node",pod="$Pod"}[5m])*100)by(pod)/sum(container_spec_cpu_quota{container="$Container",instance="$Node",pod="$Pod"}/container_spec_cpu_period{container="$Container",instance="$Node",pod="$Pod"})by(pod)
其中 container_spec_cpu_quota/container_spec_cpu_period,就代表该容器有多少个 CORE
参考官方 git issue
https://github.com/google/cadvisor/issues/2026#issuecomment-415819667
docker stats
docker stats 输出的指标列是如何计算的,如下:
首先 docker stats 是通过 Docker API /containers/(id)/stats 接口来获得 live data stream,再通过 docker stats 进行整合。
在 Linux 中使用 docker stats 输出的内存使用率(MEM USAGE),实则该列的计算是不包含 Cache 的内存。
cache usage 在 ≤ docker 19.03 版本的 API 接口输出对应的字段是 memory_stats.total_inactive_file,而 > docker 19.03 的版本对应的字段是 memory_stats.cache。
docker stats 输出的 PIDS 一列代表的是该容器创建的进程或线程的数量,threads 是 Linux kernel 中的一个术语,又称 lightweight process & kernel task。
如何通过 Docker API 查看容器资源使用率,如下
如何计算
官方地址
https://docs.docker.com/engine/api/v1.40/#operation/ContainerStats
The
precpu_stats
is the CPU statistic of the previous read, and is used to calculate the CPU usage percentage. It is not an exact copy of thecpu_stats
field.If either
precpu_stats.online_cpus
orcpu_stats.online_cpus
is nil then for compatibility with older daemons the length of the correspondingcpu_usage.percpu_usage
array should be used.To calculate the values shown by the
stats
command of the docker cli tool the following formulas can be used:used_memory =
memory_stats.usage - memory_stats.stats.cache
available_memory =
memory_stats.limit
Memory usage % =
(used_memory / available_memory) * 100.0
cpu_delta =
cpu_stats.cpu_usage.total_usage - precpu_stats.cpu_usage.total_usage
system_cpu_delta =
cpu_stats.system_cpu_usage - precpu_stats.system_cpu_usage
number_cpus =
lenght(cpu_stats.cpu_usage.percpu_usage)
orcpu_stats.online_cpus
CPU usage % =
(cpu_delta / system_cpu_delta) * number_cpus * 100.0
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【CTO技术共享】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/8e1de9e78fc76c8c5a8a6eb67】。未经作者许可,禁止转载。
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