Kubernetes 笔记 012 Pod 的自动扩容与缩容

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Hi，大家好，我是 CloudDeveloper，欢迎大家和我一起学 K8S，这是系列第 12 篇。

上一篇我们了解了 Pod 的手动扩容和缩容，本篇来看看自动的方式。

K8S 作为一个集群式的管理软件，自动化、智能化是免不了的功能。Google 在 K8S v1.1 版本中就加入了这个 Pod 横向自动扩容的功能（Horizontal Pod Autoscaling，简称 HPA）。

HPA 与之前的 Deployment、Service 一样，也属于一种 K8S 资源对象。

HPA 的目标是希望通过追踪集群中所有 Pod 的负载变化情况，来自动化地调整 Pod 的副本数，以此来满足应用的需求和减少资源的浪费。

HAP 度量 Pod 负载变化情况的指标有两种：

  • CPU 利用率（CPUUtilizationPercentage）
  • 自定义的度量指标，比如服务在每秒之内的请求数（TPS 或 QPS）

如何统计和查询这些指标，要依托于一个组件——Heapster。Heapster 会监控一段时间内集群内所有 Pod 的 CPU 利用率的平均值或者其他自定义的值，在满足条件时（比如 CPU 使用率超过 80% 或 降低到 10%）会将这些信息反馈给 HPA 控制器，HPA 控制器就根据 RC 或者 Deployment 的定义调整 Pod 的数量。

HPA 实现的方式有两种：配置文件和命令行

  1. 配置文件

这种方式是通过定义 yaml 配置文件来创建 HPA，如下是基本定义： 

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apiVersion: autoscaling/v1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: php-apache
  namespace: default
spec:
  scaleTargetRef:               # (1)
    kind: Deployment   
    name: php-apache
  minReplicas: 1                # (2)
  maxReplicas: 10
  targetAverageUtilization: 50  # (3)

文件 kind 类型是 HorizontalPodAutoscaler，其中有 3 个地方需要额外注意下：

（1）scaleTargetRef 字段指定需要管理的 Deployment/RC 的名字，也就是提前需要存在一个 Deployment/RC 对象。

（2） minReplicas 和 maxReplicas 字段定义 Pod 可伸缩的数量范围。这个例子中扩容最高不能超过 10 个，缩容最低不能少于 1 个。

（3）targetAverageUtilization 指定 CPU 使用率，也就是自动扩容和缩容的触发条件，当 CPU 使用率超过 50% 时会触发自动动态扩容的行为，当回落到 50% 以下时，又会触发自动动态缩容的行为。

  1. 命令行

这种方式就是通过 kubectl autoscale 命令来实现创建 HPA 对象，实现自动扩容和缩容行为。比如和上面的例子等价的命令如下：

kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=10

通过参数来引入各个字段。

OK，本文就到这里，更多实践的例子大家可以参考 K8S 官网。下文我们将会探索 K8S 的容错机制。

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