k8s群集之动态扩缩容——HPA

Posted 2021-03-24

博文大纲：
一、HPA介绍
二、实现pod扩容与缩容的示例

一、HPA介绍

HPA的全称为Horizontal Pod Autoscaling，它可以根据当前pod资源的使用率（如CPU、磁盘、内存等），进行副本数的动态的扩容与缩容，以便减轻各个pod的压力。当pod负载达到一定的阈值后，会根据扩缩容的策略生成更多新的pod来分担压力，当pod的使用比较空闲时，在稳定空闲一段时间后，还会自动减少pod的副本数量。

若要实现自动扩缩容的功能，还需要部署heapster服务，用来收集及统计资源的利用率，支持kubectl top命令，heapster服务集成在prometheus（普罗米修斯） MertricServer服务中，所以说，为了方便，我这里基于prometheus服务的环境上进行部署HPA（动态扩缩容）的服务。

可以参考博文：k8s群集的三种Web-UI界面部署中的第三个部署Prometheus服务，来运行prometheus服务，如果不想部署prometheus，那么可以参考github上来单独部署heapster服务，

总言而之，要想实现pod副本数量的一个扩缩容，就必须保证，可以在master上执行下面的命令：

[root@master ~]# kubectl top node      #查看节点的资源使用情况
NAME     CPU(cores)   CPU%   MEMORY(bytes)   MEMORY%   
master   218m         10%    1362Mi          79%       
node01   113m         5%     1116Mi          64%       
node02   127m         6%     1287Mi          74%       

二、实现pod扩容与缩容的示例

1、生成HPA控制器

#运行这个hpa-example，请求CPU的资源为200m，暴露一个80端口
[root@master ~]# kubectl run php-apache --image=mirrorgooglecontainers/hpa-example --requests=cpu=200m --expose --port=80
#当deployment资源对象的CPU使用率达到50%时，就进行扩容，最多可以扩容到10个
[root@master ~]# kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
#上面的命令作用是生成了一个HPA的控制器，用于控制自动扩缩容
[root@master ~]# kubectl get svc | grep php-apache   #查看php-apache对应的svc群集IP
php-apache   ClusterIP   10.99.60.48   <none>        80/TCP    15m
[root@master ~]# kubectl get pod | grep php-apa    #确定当前的pod数量
php-apache-867f97c8cb-vw74k      1/1     Running   0          17m

2、模拟消耗php-apache的资源，并验证pod是否会自动扩容与缩容

新开启多个终端，对pod进行死循环请求，如下（如果你的系统资源比较充足，可以选择开启多个终端，对pod进行死循环请求，我这里开启了三个终端，同时请求php-apache的pod）：

[root@master ~]# while true; do wget -q -O- 10.99.60.48; done   #每个终端都执行此命令

[root@master ~]# kubectl top pod      #可以通过此命令随时查看pod的负载情况
NAME                             CPU(cores)   MEMORY(bytes)   
load-generator-7d549cd44-xm98c   0m           1Mi             
php-apache-867f97c8cb-vw74k      208m         20Mi           
#也可以不定时的查看pod的数量是否有变化
[root@master ~]# kubectl get pod    #在运行死循环请求一段时间后，查看pod数量
#可以发现php-apache的pod数量变成了10个，并且不会再增加，因为在上面的命令对其限制了最大数
NAME                             READY   STATUS              RESTARTS   AGE
load-generator-7d549cd44-xm98c   1/1     Running             1          25m
php-apache-867f97c8cb-4r6sk      1/1     Running             0          19m
php-apache-867f97c8cb-4rcpk      1/1     Running             0          13m
php-apache-867f97c8cb-5pbxf      1/1     Running             0          16m
php-apache-867f97c8cb-8htth      1/1     Running             0          13m
php-apache-867f97c8cb-d94h9      0/1     ContainerCreating   0          13m
php-apache-867f97c8cb-drh52      1/1     Running             0          18m
php-apache-867f97c8cb-f67bs      0/1     ContainerCreating   0          17m
php-apache-867f97c8cb-nxc2r      1/1     Running             0          19m
php-apache-867f97c8cb-vw74k      1/1     Running             0          39m
php-apache-867f97c8cb-wb6l5      0/1     ContainerCreating   0          15m

当停止死循环请求后，也并不会立即减少pod数量，会等一段时间后减少pod数量，防止流量再次激增。

至此，pod副本数量的自动扩缩容就实现了。

———————— 本文至此结束，感谢阅读 ————————