k8s羣集之動態擴縮容——HPA

博文大綱：
一、HPA介紹
二、實現pod擴容與縮容的示例

一、HPA介紹

HPA的全稱爲Horizontal Pod Autoscaling，它可以根據當前pod資源的使用率（如CPU、磁盤、內存等），進行副本數的動態的擴容與縮容，以便減輕各個pod的壓力。當pod負載達到一定的閾值後，會根據擴縮容的策略生成更多新的pod來分擔壓力，當pod的使用比較空閒時，在穩定空閒一段時間後，還會自動減少pod的副本數量。

若要實現自動擴縮容的功能，還需要部署heapster服務，用來收集及統計資源的利用率，支持kubectl top命令，heapster服務集成在prometheus（普羅米修斯） MertricServer服務中，所以說，爲了方便，我這裏基於prometheus服務的環境上進行部署HPA（動態擴縮容）的服務。

可以參考博文：k8s羣集的三種Web-UI界面部署中的第三個部署Prometheus服務，來運行prometheus服務，如果不想部署prometheus，那麼可以參考github上來單獨部署heapster服務，

總言而之，要想實現pod副本數量的一個擴縮容，就必須保證，可以在master上執行下面的命令：

[root@master ~]# kubectl top node      #查看節點的資源使用情況
NAME     CPU(cores)   CPU%   MEMORY(bytes)   MEMORY%   
master   218m         10%    1362Mi          79%       
node01   113m         5%     1116Mi          64%       
node02   127m         6%     1287Mi          74%       

二、實現pod擴容與縮容的示例

1、生成HPA控制器

#運行這個hpa-example，請求CPU的資源爲200m，暴露一個80端口
[root@master ~]# kubectl run php-apache --image=mirrorgooglecontainers/hpa-example --requests=cpu=200m --expose --port=80
#當deployment資源對象的CPU使用率達到50%時，就進行擴容，最多可以擴容到10個
[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個HPA的控制器，用於控制自動擴縮容
[root@master ~]# kubectl get svc | grep php-apache   #查看php-apache對應的svc羣集IP
php-apache   ClusterIP   10.99.60.48   <none>        80/TCP    15m
[root@master ~]# kubectl get pod | grep php-apa    #確定當前的pod數量
php-apache-867f97c8cb-vw74k      1/1     Running   0          17m

2、模擬消耗php-apache的資源，並驗證pod是否會自動擴容與縮容

新開啓多個終端，對pod進行死循環請求，如下（如果你的系統資源比較充足，可以選擇開啓多個終端，對pod進行死循環請求，我這裏開啓了三個終端，同時請求php-apache的pod）：

[root@master ~]# while true; do wget -q -O- 10.99.60.48; done   #每個終端都執行此命令

[root@master ~]# kubectl top pod      #可以通過此命令隨時查看pod的負載情況
NAME                             CPU(cores)   MEMORY(bytes)   
load-generator-7d549cd44-xm98c   0m           1Mi             
php-apache-867f97c8cb-vw74k      208m         20Mi           
#也可以不定時的查看pod的數量是否有變化
[root@master ~]# kubectl get pod    #在運行死循環請求一段時間後，查看pod數量
#可以發現php-apache的pod數量變成了10個，並且不會再增加，因爲在上面的命令對其限制了最大數
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

當停止死循環請求後，也並不會立即減少pod數量，會等一段時間後減少pod數量，防止流量再次激增。

至此，pod副本數量的自動擴縮容就實現了。

———————— 本文至此結束，感謝閱讀 ————————