Kubernetes Pod水平自動伸縮（HPA）

HPA簡介

HAP，全稱 Horizontal Pod Autoscaler， 能夠基於 CPU 利用率自動擴縮 ReplicationController、Deployment 和 ReplicaSet 中的 Pod 數量。 除了 CPU 利用率，也能夠基於其餘應程序提供的自定義度量指標來執行自動擴縮。 Pod 自動擴縮不適用於沒法擴縮的對象，好比 DaemonSet。
Pod 水平自動擴縮特性由 Kubernetes API 資源和控制器實現。資源決定了控制器的行爲。 控制器會週期性的調整副本控制器或 Deployment 中的副本數量，以使得 Pod 的平均 CPU 利用率與用戶所設定的目標值匹配。

<span class="colour" style="color:rgb(51, 51, 51)">Pod HAP工做機制示意圖</span>

實際生產中，普遍使用這四類指標：
一、Resource metrics - CPU核內存利用率指標
二、Pod metrics - 例如網絡利用率和流量
三、Object metrics - 特定對象的指標，好比Ingress, 能夠按每秒使用請求數來擴展容器
四、Custom metrics - 自定義監控，好比經過定義服務響應時間，當響應時間達到必定指標時自動擴容

<span class="colour" style="color:rgb(51, 51, 51)">好了，概念就說這些，想了解更多，請參看官網，如今開始實戰。</span>

示例

<span class="colour" style="color:rgb(51, 51, 51)">一、首先咱們部署一個nginx,副本數爲2，請求cpu資源爲200m。同時爲了便宜測試，使用NodePort暴露服務。命名空間:hpa</span>

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

<span class="colour" style="color:rgb(51, 51, 51)">二、查看部署結果</span>

[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

三、建立HPA
簡單說下：這裏建立一個HPA，用於控制咱們上一步驟中建立的 Deployment，使 Pod 的副本數量維持在 1 到 10 之間。
HPA 將經過增長或者減小 Pod 副本的數量（經過 Deployment）以保持全部 Pod 的平均 CPU 利用率在 50% 之內。
算法參見

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

<span class="colour" style="color:rgb(51, 51, 51)">四、查看部署結果</span>

[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

五、壓測，觀察Pod數和HPA變化
執行壓測命令

[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)

<span class="colour" style="color:rgb(51, 51, 51)">觀察變化</span>

[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

從以上輸出能夠看出，hpa TARGETS達到了303%，須要擴容。pod數自動擴展到了7個。
繼續等待壓測結束或者直接打斷壓測

[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分鐘後。。。  [root@k8s-node001 ~]# kubectl get hpa -n hpa NAME    REFERENCE          TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE nginx   Deployment/nginx   0%/50%    1         10        7          18m  。。。再過N分鐘後。。。  [root@k8s-node001 ~]# kubectl  get po -n hpa NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE nginx-5c87768685-jj744   1/1     Running   0          11m

這時，CPU 利用率已經降到 0，因此 HPA 將自動縮減副本數量至 1。
這裏須要注意下：爲何會將副本數降爲1，而不是咱們部署時指定的replicas: 2呢？
由於在建立HPA時，指定了副本數範圍，這裏是minReplicas: 1，maxReplicas: 10。因此HPA在縮減副本數時減到了1。
Tips： 自動擴縮完成副本數量的改變可能須要幾分鐘的時間。

總結

<span class="colour" style="color:rgb(51, 51, 51)"></span>