Kubernetes集群水平擴(kuò)展——HPA（自動伸縮）-創(chuàng)新互聯(lián)

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，實現(xiàn)具有伸縮性的服務(wù)。

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Kubernetes集群自動伸縮分為：

  • sacle手動伸縮：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自動伸縮：也就是本篇博文所介紹的HPA；

Kubernetes自動擴(kuò)展主要分為：

  • 水平擴(kuò)展：針對實例數(shù)目的增減；
  • 垂直擴(kuò)展：也就是單個實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)的動態(tài)的擴(kuò)容與縮容，以便減輕各個pod的壓力。當(dāng)pod負(fù)載達(dá)到一定的閾值后，會根據(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，在穩(wěn)定空閑一段時間后，還會自動減少pod的副本數(shù)量。

若要實現(xiàn)自動擴(kuò)縮容的功能，還需要部署heapster服務(wù)，用來收集及統(tǒng)計資源的利用率，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界面中的第三個部署Prometheus服務(wù)，來運行prometheus服務(wù)，如果不想部署prometheus，那么可以參考github上來單獨部署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)點上執(zhí)行如下命令：

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

二、實現(xiàn)pod自動擴(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，就進(jìn)行擴(kuò)容，最多可以擴(kuò)容到10個
[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正常運行
php-apache-867f97c8cb-9mpd6   1/1     Running   0          44m

2）模擬消耗php-apache的資源，并驗證pod是否會自動擴(kuò)容與縮容

新開啟多個終端（也可使用node節(jié)點），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，可以選擇開啟多個終端，對pod進(jìn)行死循環(huán)請求，我這里開啟了兩個node的終端，同時請求php-apache的pod）：

[root@node01 ~]# while true; do wget -q -O- 10.97.45.108; done              #一直返回ok屬于正常現(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”選項對CPU資源占用情況實時監(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
#在運行死循環(huán)請求一段時間后，查看pod數(shù)量，當(dāng)然使用-w選項對pod的變化進(jìn)行實時的監(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)然大也就只可以產(chǎn)生10個pod，因為我們之前規(guī)定最多產(chǎn)生10個pod

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

至此，HPA實現(xiàn)pod副本數(shù)量的自動擴(kuò)容與縮容就實現(xiàn)了。

———————— 本文至此結(jié)束，感謝閱讀 ————————

當(dāng)前名稱：Kubernetes集群水平擴(kuò)展——HPA（自動伸縮）-創(chuàng)新互聯(lián)
地址分享：http://muchs.cn/article28/dhgccp.html

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