设置工作负载自动水平伸缩
更新时间：2021-11-29
HPA (Horizontal Pod Autoscaling) 简介
HPA 可以根据 CPU 利用率或者一些应用程序提供的度量指标自动伸缩一个 Deployment 或者 Replica Set 中 Pod 的数量，能更好的应对突发流量等场景。
本文介绍在百度智能云云容器引擎 (CCE) 中如何使用 HPA 对应用自动扩缩容。
验证 HPA
为演示 HPA，本文将使用一个基于 php-apache 镜像的定制 Docker 镜像。镜像中包括一个 index.php 页面，其中包含一些可以运行 CPU 密集计算任务的代码。 示例 Dockerfile 如下
FROM php:5-apache
ADD index.php /var/www/html/index.php
RUN chmod a+rx index.php示例 index.php 文件如下
<?php
$x = 0.0001;
for ($i = 0; $i <= 1000000; $i++) {
$x += sqrt($x);
}
echo "OK!";
?>前提条件
- 已通过 CCE 部署一个 Kubernetes 集群
- 已配置 kubectl，可以在本机访问 Kubernetes 集群
1. 部署和运行
首先，部署一个 Deployment 运行上述 Docker 镜像并将其暴露成为一个 Kubernetes 服务（Service）
kubectl run php-apache --image=hpa-example --requests=cpu=200m --expose --port=80
service "php-apache" created
deployment "php-apache" created2. 创建 HPA
kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
deployment "php-apache" autoscaled
创建出来后，当前监控值为unknown，执行第3步后，等待1-2分钟，这里会变为正常的百分比
[root@instance-2tpjy37t ~]# kubectl get hpa
NAME REFERENCE TARGETS MINPODS MAXPODS REPLICAS AGE
php-apache Deployment/php-apache <unknown>/50% 1 10 1 5s对应 YAML 如下：
apiVersion: autoscaling/v2alpha1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name: php-apache
namespace: default
spec:
scaleTargetRef:
apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
name: php-apache
minReplicas: 1
maxReplicas: 10
metrics:
- type: Resource
resource:
name: cpu
targetAverageUtilization: 50字段解释：
- scaleTargetRef : HPA 自动扩缩容的目标对象
- minReplicas ：最小 Pod 数量
- maxReplicas ：允许的最大 Pod 数量
- metrics ：度量指标
- targetAverageUtilization：即设定的资源利用率，超过设定值时触发水平扩展
HPA 目前支持 3 种类型的度量指标，详情参考kubernetes Horizontal Pod Autoscaler：
- 预定义指标：Pod 的 CPU 和内存使用率（内置支持）
- 自定义 Pod 指标：应用程序提供的监控指标（需部署监控、自定义 metric server）
- 自定义 Object 指标：和 Pod 同一个命名空间中的其它资源的监控指标（需部署监控、自定义 metric server）
3. 向 php-apache 服务增加负载，验证自动扩缩容
启动一个容器，并通过一个循环向php-apache服务器发送无限的查询请求（请在另一个终端中运行以下命令）
kubectl run -i --tty load-generator --image=busybox /bin/sh
Hit enter for command prompt
$ while true; do wget -q -O- http://php-apache.default.svc.cluster.local; done
输出：
OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!OK!!OK!OK!OK!OK4. 观察 HPA 的变化
负载升高后，Deployment 的副本数量（Replicas）会开始增加
[root@instance-2tpjy37t ~]# kubectl get hpa
NAME REFERENCE TARGETS MINPODS MAXPODS REPLICAS AGE
php-apache Deployment/php-apache 332%/50% 1 10 7 19m
[root@instance-2tpjy37t ~]# kubectl get deployment php-apache
NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
php-apache 7 7 7 7 19m5. 停止负载
在生成负载的容器的终端中，输入<ctrl> + c来终止负载的产生。
然后再次查看负载状态（等待几分钟时间）
[root@instance-2tpjy37t ~]# kubectl get hpa
NAME REFERENCE TARGET MINPODS MAXPODS REPLICAS AGE
php-apache Deployment/php-apache/scale 0% / 50% 1 10 1 11m
# 负载降低后，Pod 数量也随之减少
[root@instance-2tpjy37t ~]# kubectl get deployment php-apache
NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
php-apache 1 1 1 1 27m