k8s監控資料元件Pod自動化進行擴縮容HPA

2022-03-18 19:00:27

自動擴縮容HPA：全稱是Horizontal Pod Autoscaler

我們安裝k8s叢集的時候，安裝過一個metrics-server的元件，這是一個監控資料元件，提供HPA和基礎資源監控的能力。就是這面這個Pod：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -n kube-system 
metrics-server-6bf7dcd649-5fhrw            1/1     Running   2 (3d5h ago)   8d

通過這個元件可以看到節點或者Pod的記憶體和CPU的使用率：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl top pod -A
NAMESPACE              NAME                                         CPU(cores)   MEMORY(bytes)   
default                busybox                                      0m           0Mi             
kube-system            calico-kube-controllers-5dffd5886b-4blh6     3m           18Mi            
kube-system            calico-node-fvbdq                            42m          135Mi           
kube-system            calico-node-g8nqd                            52m          73Mi

除了可以進行簡單的監控功能，還可以利用這個監控的資料做一些其他的操作。

比如我們可以給Pod的資源設定某個值，當資源的使用超過這個值，那麼系統就會認為這個Pod當前存在壓力，從而就行擴容。

一般使用CPU和自定義指標進行擴容，記憶體相對較少。

HPA實踐：

注意事項：要想實現HPA的自動擴容，需要滿足以下幾個條件

必須安裝metrics-server元件或其他自定義版本的metrics-server
必須設定requests引數
不能擴容無法縮放的物件，如DaemonSet

首先建立一個nginx的yaml檔案：

kubectl create deployment hpa-nginx --image=nginx --dry-run=client -o yaml > hpa-nginx.yaml

然後進入yaml檔案中進行設定：在設定映象那裡進行設定，下列程式碼的後三行，如果也想對基於記憶體擴容的話也可以將記憶體寫上。

resources：是資源的意思

requests：是請求的意思，這裡應該是請求資源的意思

    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        resources:
          requests:
            cpu: 10m

執行yaml檔案建立副本：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f hpa-nginx.yaml 
deployment.apps/hpa-nginx created

暴露出一個service埠：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl expose deployment hpa-nginx --port=80
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
hpa-nginx    ClusterIP   10.98.236.134   <none>        80/TCP    3m17s
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP   8d

存取測試一下：證明這個Pod可以用了

[root@k8s-master01 ~]# curl 10.98.236.134
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/" rel="external nofollow"   >nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/" rel="external nofollow"   >nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

設定Hpa自動擴縮容的規則：這條命令是說當hpa-nginx這個Pod的cpu值達到10的時候，將進行自動擴容，最小擴容1個，最大擴容10個。

[root@k8s-master01 ~]# kubectl autoscale deployment hpa-nginx --cpu-percent=10 --min=1 --max=10
horizontalpodautoscaler.autoscaling/hpa-nginx autoscaled

看一下hpa的規則情況：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get hpa
NAME        REFERENCE              TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
hpa-nginx   Deployment/hpa-nginx   0%/10%    1         10        1          2m38s

下面進行一個迴圈存取hpa-nginx：觀察hpa的cpu值會不會上升

[root@k8s-master01 ~]# while true; do wget -q -O- http://10.98.236.134 >/dev/null; done

觀察是否已經進行擴容：可以看到hpa-nginx的副本數已經進行了自動擴容

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get hpa
NAME        REFERENCE              TARGETS    MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
hpa-nginx   Deployment/hpa-nginx   640%/10%   1         10        1          7m14s
[root@k8s-master01 ~]# kubectl top pod 
NAME                        CPU(cores)   MEMORY(bytes)   
busybox                     0m           0Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-7gdwq   1m           3Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-8c6j6   1m           3Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-cfcjs   1m           7Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-h8vx7   74m          7Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-kpgl8   2m           3Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-lpf45   1m           3Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-lwc2h   1m           3Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-qkgfd   1m           3Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-t9fj9   1m           3Mi             
hpa-nginx-bd88bdd8f-tbrl4   1m           7Mi

那麼，接下來將存取測試停下，看副本是否會自動縮容到最初；等待一會發現副本回到了最原始的一個。注意這個時間可能會有點慢，稍微等一會，不是報錯了。

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get hpa
NAME        REFERENCE              TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
hpa-nginx   Deployment/hpa-nginx   2%/10%    1         10        10         11m
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS       AGE
busybox                     1/1     Running   26 (46m ago)   8d
hpa-nginx-bd88bdd8f-h8vx7   1/1     Running   0              27m

這個功能雖然好用，但在實際生成中一定要結合實際的情況使用！！！

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