Kubernetes集群水平擴(kuò)展——HPA（自動(dòng)伸縮）

Kubernetes集群可以通過Replication Controller的scale機(jī)制完成服務(wù)的擴(kuò)容或縮容，實(shí)現(xiàn)具有伸縮性的服務(wù)。

目前創(chuàng)新互聯(lián)已為1000+的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、網(wǎng)站空間、網(wǎng)站運(yùn)營、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計(jì)、蒙自網(wǎng)站維護(hù)等服務(wù)，公司將堅(jiān)持客戶導(dǎo)向、應(yīng)用為本的策略，正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化，與客戶和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長，共同發(fā)展。

Kubernetes集群自動(dòng)伸縮分為：

• sacle手動(dòng)伸縮：可參考K8s資源對象的基本管理之使用命令行的方式（升級、回滾、擴(kuò)容、縮容）；
• autoscale自動(dòng)伸縮：也就是本篇博文所介紹的HPA；

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Kubernetes自動(dòng)擴(kuò)展主要分為：

• 水平擴(kuò)展：針對實(shí)例數(shù)目的增減；
• 垂直擴(kuò)展：也就是單個(gè)實(shí)例就可以使用的資源的增減，比如增加CPU、內(nèi)存；

一、HPA簡介

HPA的全稱為（Horizontal Pod Autoscaling）它可以根據(jù)當(dāng)前pod資源的使用率（如CPU、磁盤、內(nèi)存等），進(jìn)行副本數(shù)的動(dòng)態(tài)的擴(kuò)容與縮容，以便減輕各個(gè)pod的壓力。當(dāng)pod負(fù)載達(dá)到一定的閾值后，會(huì)根據(jù)擴(kuò)縮容的策略生成更多新的pod來分擔(dān)壓力，當(dāng)pod的使用比較空閑時(shí)，在穩(wěn)定空閑一段時(shí)間后，還會(huì)自動(dòng)減少pod的副本數(shù)量。

若要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)擴(kuò)縮容的功能，還需要部署heapster服務(wù)，用來收集及統(tǒng)計(jì)資源的利用率，支持kubectl top命令，heapster服務(wù)集成在prometheus（普羅米修斯） MertricServer服務(wù)中，所以說，為了方便，我這里基于prometheus服務(wù)的環(huán)境上進(jìn)行部署HPA（動(dòng)態(tài)擴(kuò)縮容）的服務(wù)。

可以參考博文Kubernetes的三種可視化UI界面中的第三個(gè)部署Prometheus服務(wù)，來運(yùn)行prometheus服務(wù)，如果不想部署prometheus，那么可以參考github上來單獨(dú)部署heapster服務(wù)。

說這么多，總之就是想要使用HPA，就必須保證，可以在master節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行如下命令：

[root@master ~]# kubectl top node      #查看節(jié)點(diǎn)的資源使用情況
NAME     CPU(cores)   CPU%   MEMORY(bytes)   MEMORY%   
master   1317m        65%    1383Mi          80%       
node01   1237m        61%    1082Mi          62%       
node02   1146m        57%    1045Mi          60%   

二、實(shí)現(xiàn)pod自動(dòng)擴(kuò)容與縮容

1）生成HPA控制器

[root@master ~]#  kubectl run php-apache --image=mirrorgooglecontainers/hpa-example --requests=cpu=200m --expose --port=80
#運(yùn)行hpa資源，名稱為php-apache，并設(shè)置請求CPU的資源為200m并暴露一個(gè)80端口
[root@master ~]# kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
#當(dāng)hpa資源的deployment資源對象的CPU使用率達(dá)到50%時(shí)，就進(jìn)行擴(kuò)容，最多可以擴(kuò)容到10個(gè)
[root@master ~]# kubectl get svc | grep php-apache    #查看php-apache對應(yīng)的svc群集IP
php-apache   ClusterIP   10.97.45.108   <none>        80/TCP    44m
[root@master ~]#  kubectl get pod | grep php-apa    #確定當(dāng)前的pod正常運(yùn)行
php-apache-867f97c8cb-9mpd6   1/1     Running   0          44m

2）模擬消耗php-apache的資源，并驗(yàn)證pod是否會(huì)自動(dòng)擴(kuò)容與縮容

新開啟多個(gè)終端（也可使用node節(jié)點(diǎn)），對php-apache的pod進(jìn)行死循環(huán)請求，如下（如果你的系統(tǒng)資源比較充足，可以選擇開啟多個(gè)終端，對pod進(jìn)行死循環(huán)請求，我這里開啟了兩個(gè)node的終端，同時(shí)請求php-apache的pod）：

[root@node01 ~]# while true; do wget -q -O- 10.97.45.108; done              #一直返回ok屬于正?，F(xiàn)象
#模擬多用戶對php-apache的pod造成的并發(fā)請求

[root@master ~]# kubectl get  hpa   #查看hpa資源對cpu的占用情況
#也可使用“-w”選項(xiàng)對CPU資源占用情況實(shí)時(shí)監(jiān)控
NAME         REFERENCE               TARGETS    MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
php-apache   Deployment/php-apache   416%/50%   1         10        10         56m
[root@master ~]#  kubectl get pod
#在運(yùn)行死循環(huán)請求一段時(shí)間后，查看pod數(shù)量，當(dāng)然使用-w選項(xiàng)對pod的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
php-apache-867f97c8cb-6jsjq   1/1     Running   0          4m9s
php-apache-867f97c8cb-7xd5x   1/1     Running   0          51s
php-apache-867f97c8cb-9mpd6   1/1     Running   0          56m
php-apache-867f97c8cb-dhng7   1/1     Running   0          3m8s
php-apache-867f97c8cb-qc9hr   1/1     Running   0          2m22s
php-apache-867f97c8cb-rj494   1/1     Running   0          3m38s
php-apache-867f97c8cb-sbn9n   1/1     Running   0          3m38s
php-apache-867f97c8cb-vzfbg   1/1     Running   0          4m9s
php-apache-867f97c8cb-vzfbg   1/1     Running   0          5m19s
php-apache-867f97c8cb-vzfbg   1/1     Running   0          3m39s
#當(dāng)然最大也就只可以產(chǎn)生10個(gè)pod，因?yàn)槲覀冎耙?guī)定最多產(chǎn)生10個(gè)pod

當(dāng)停止死循環(huán)請求后，也并不會(huì)立即減少pod數(shù)量，會(huì)等一段時(shí)間后減少pod數(shù)量，防止流量再次激增。

至此，HPA實(shí)現(xiàn)pod副本數(shù)量的自動(dòng)擴(kuò)容與縮容就實(shí)現(xiàn)了。

———————— 本文至此結(jié)束，感謝閱讀 ————————

網(wǎng)頁名稱：Kubernetes集群水平擴(kuò)展——HPA（自動(dòng)伸縮）
標(biāo)題來源：http://muchs.cn/article10/gessdo.html

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