k8s的HPA自動擴容與縮容

HPA介紹

Kubernetes HPA（水平Pod自動縮放）Pod水平自動伸縮，經過此功能，只需簡單的配置，便可即可以利用監控指標（cpu使用率、磁盤、內存等）自動的擴容或縮容服務中Pod數量，當業務需求增長時，系統將爲您無縫地自動增長適量容器，提升系統穩定性。此處將詳細講解HPA的核心設計原理和基於Hepaster的使用方法。

前提條件

系統應該可否獲取到當前Pod的資源使用狀況 (意思是能夠執行kubectl top pod命令,而且可以獲得反饋信息)。

若要實現自動擴縮容的功能，還須要部署heapster服務，用來收集及統計資源的利用率，支持kubectl top命令，heapster服務集成在prometheus（普羅米修斯） MertricServer服務中，因此說，爲了方便，我這裏基於prometheus服務的環境上進行部署HPA（動態擴縮容）的服務。

實驗環境

主機	IP地址	服務
master	192.168.1.21	k8s
node01	192.168.1.22	k8s
node02	192.168.1.23	k8s

基於[http://www.javashuo.com/article/p-armridbk-ep.html]() 的實驗繼續進行

• heapster：這個組件以前是集成在k8s集羣的,不過在1.12版本以後被移除了。若是還想使用此功能，應該部署metricServer, 這個k8s集羣資源使用狀況的聚合器。
• Cousom：一樣處於beta階段(autoscaling/v2beta1)，可是涉及到自定義的REST API的開發，複雜度會大一些，而且當須要從自定義的監控中獲取數據時，只能設置絕對值，沒法設置使用率。

自動擴展主要分爲兩種：

• 水平擴展(scale out)，針對於實例數目的增減。
• 垂直擴展(scal up)，即單個實例可使用的資源的增減, 好比增長cpu和增大內存。
  HPA屬於前者。它能夠根據CPU使用率或應用自定義metrics自動擴展Pod數量(支持 replication controller、deployment 和 replica set)。

工做流程

• 建立HPA資源，設定目標CPU使用率限額，以及最大/最小實例數，必定要設置Pod的資源限制參數: request，不然HPA不會工做。
• 控制管理器每隔30s(在kube-controller-manager.service中能夠經過–-horizontal-pod-autoscaler-sync-period修改)查詢metrics的資源使用狀況。
• 而後與建立時設定的值和指標作對比(平均值之和/限額)，求出目標調整的實例個數。
• 目標調整的實例數不能超過第一條中設定的最大/最小實例數。若是沒有超過，則擴容；超過，則擴容至最大的實例個數。
• 重複第2-4步。

這裏，咱們使用一個測試鏡像， 這個鏡像基於php-apache製做的docker鏡像，包含了一些能夠運行cpu密集計算任務的代碼。

一、建立一個deployment控制器

[root@master ~]#docker pull mirrorgooglecontainers/hpa-example:latest
//下載hpa-example鏡像

[root@master ~]# kubectl run php-apache --image=mirrorgooglecontainers/hpa-example --requests=cpu=200m --expose  --port=80
//基於hpa-example鏡像，運行一個deployment控制器，請求CPU的資源爲200m，暴露一個80端口

查看一下

[root@master ~]# kubectl get deployments.

二、建立HPA控制器

[root@master ~]# kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
//當deployment資源對象的CPU使用率達到50%時，就進行擴容，最多能夠擴容到10個

查看一下

[root@master ~]# kubectl get hpa

三、測試（master開啓三個端口）

新開啓多個終端，對pod進行死循環請求php-apache的pod

端口一

（1）建立一個應用，用來不停的訪問咱們剛剛建立的php-apache的svc資源。

[root@master ~]# kubectl run -i --tty load-generator --image=busybox /bin/sh

（2）進入Pod內，執行如下這條命令.用來模擬訪問php-apache的svc資源。

[root@master ~]# while true; do wget -q -O- http://php-apache.default.svc.cluster.local ; done
//不停地向php-apache的svc資源，發送ok

端口二

[root@master ~]# kubectl get hpa -w
//實時查看pod的cpu狀態

能夠看到php-apache的cpu使用狀況已經超過了50%

端口三

[root@master images]# kubectl get pod -w
//實時查看pod的狀態

至此，pod副本數量的自動擴縮容就實現了。

能夠看到當php-apache的cpu使用狀況超過50%後，就會不斷生成新的php-apache來進行負載均衡（目前設置的上線時10個），固然，若是cpu使用狀況降低到50%，master就會陸續地刪除php-apache，這樣的使用能夠減小沒必要要的資源浪費、資源分配不均等狀況。