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Kubernetes Pod水平自动伸缩(HPA)

IT综合 作者:爱喝啤酒的雷神 时间:2020-11-04 14:01:02 0 删除 编辑

HPA简介

HAP,全称 Horizontal Pod Autoscaler, 可以基于 CPU 利用率自动扩缩 ReplicationController、Deployment 和 ReplicaSet 中的 Pod 数量。 除了 CPU 利用率,也可以基于其他应程序提供的自定义度量指标来执行自动扩缩。 Pod 自动扩缩不适用于无法扩缩的对象,比如 DaemonSet。
Pod 水平自动扩缩特性由 Kubernetes API 资源和控制器实现。资源决定了控制器的行为。 控制器会周期性的调整副本控制器或 Deployment 中的副本数量,以使得 Pod 的平均 CPU 利用率与用户所设定的目标值匹配。

Pod HAP工作机制示意图

实际生产中,广泛使用这四类指标:
1、Resource metrics - CPU核内存利用率指标
2、Pod metrics - 例如网络利用率和流量
3、Object metrics - 特定对象的指标,比如Ingress, 可以按每秒使用请求数来扩展容器
4、Custom metrics - 自定义监控,比如通过定义服务响应时间,当响应时间达到一定指标时自动扩容

好了,概念就说这些,想了解更多,请参看 官网,现在开始实战。

示例

1、首先我们部署一个nginx,副本数为2,请求cpu资源为200m。同时为了便宜测试,使用NodePort暴露服务。命名空间:hpa
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:   labels:     app: nginx   name: nginx   namespace: hpa spec:   replicas: 2   selector:     matchLabels:       app: nginx   template:     metadata:       labels:         app: nginx     spec:       containers:       - image: nginx         name: nginx         resources:           requests:             cpu: 200m             memory: 100Mi --- apiVersion: v1 kind: Service metadata:   name: nginx   namespace: hpa spec:   type: NodePort   ports:   - port: 80     targetPort: 80   selector:     app: nginx
2、查看部署结果
[root@k8s-node001 HPA]# kubectl  get po -n hpa NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE nginx-5c87768685-48b4v   1/1     Running   0          8m38s nginx-5c87768685-kfpkq   1/1     Running   0          8m38s
3、创建HPA
简单说下:这里创建一个HPA,用于控制我们上一步骤中创建的 Deployment,使 Pod 的副本数量维持在 1 到 10 之间。
HPA 将通过增加或者减少 Pod 副本的数量(通过 Deployment)以保持所有 Pod 的平均 CPU 利用率在 50% 以内。
算法 参见
apiVersion: autoscaling/v2beta2 kind: HorizontalPodAutoscaler metadata:   name: nginx   namespace: hpa spec:   scaleTargetRef:     apiVersion: apps/v1     kind: Deployment     name: nginx   minReplicas: 1   maxReplicas: 10   metrics:   - type: Resource     resource:       name: cpu       target:         type: Utilization         averageUtilization: 50
4、查看部署结果
[root@k8s-node001 HPA]# kubectl  get hpa -n hpa NAME    REFERENCE          TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE nginx   Deployment/nginx   0%/50%      1                10                 2          50s
5、压测,观察Pod数和HPA变化
执行压测命令
[root@k8s-node001 ~]# ab -c 1000 -n 100000000 http://192.168.100.185:30792/ This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1843412 $> Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/ Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/ Benchmarking 192.168.100.185 (be patient)
观察变化
[root@k8s-node001 HPA]#  kubectl  get hpa -n hpa NAME    REFERENCE          TARGETS    MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE nginx   Deployment/nginx   303%/50%   1         10        7          12m  [root@k8s-node001 HPA]# kubectl  get po -n hpa NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE pod/nginx-5c87768685-6b4sl   1/1     Running   0          85s pod/nginx-5c87768685-99mjb   1/1     Running   0          69s pod/nginx-5c87768685-cls7r   1/1     Running   0          85s pod/nginx-5c87768685-hhdr7   1/1     Running   0          69s pod/nginx-5c87768685-jj744   1/1     Running   0          85s pod/nginx-5c87768685-kfpkq   1/1     Running   0          27m pod/nginx-5c87768685-xb94x   1/1     Running   0          69s
从以上输出可以看出,hpa TARGETS达到了303%,需要扩容。pod数自动扩展到了7个。
继续等待压测结束或者直接打断压测
[root@k8s-node001 ~]# kubectl get hpa -n hpa NAME    REFERENCE          TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE nginx   Deployment/nginx   20%/50%   1         10        7          16m  。。。N分钟后。。。  [root@k8s-node001 ~]# kubectl get hpa -n hpa NAME    REFERENCE          TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE nginx   Deployment/nginx   0%/50%    1         10        7          18m  。。。再过N分钟后。。。  [root@k8s-node001 ~]# kubectl  get po -n hpa NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE nginx-5c87768685-jj744   1/1     Running   0          11m
这时,CPU 利用率已经降到 0,所以 HPA 将自动缩减副本数量至 1。
这里需要注意下:为什么会将副本数降为1,而不是我们部署时指定的replicas: 2呢?
因为在创建HPA时,指定了副本数范围,这里是minReplicas: 1,maxReplicas: 10。所以HPA在缩减副本数时减到了1。
Tips: 自动扩缩完成副本数量的改变可能需要几分钟的时间。

总结



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