Kubernetes Pod水平自动伸缩 HPA

HPA简介

HAP，全称 Horizontal Pod Autoscaler， 可以基于 CPU 利用率自动扩缩 ReplicationController、Deployment 和 ReplicaSet 中的 Pod 数量。 除了 CPU 利用率，也可以基于其他应程序提供的自定义度量指标来执行自动扩缩。

Pod 自动扩缩不适用于无法扩缩的对象，比如 DaemonSet。

Pod 水平自动扩缩特性由 Kubernetes API 资源和控制器实现。资源决定了控制器的行为。 控制器会周期性的调整副本控制器或 Deployment 中的副本数量，以使得 Pod 的平均 CPU 利用率与用户所设定的目标值匹配。

HPA 定期检查内存和 CPU 等指标，自动调整 Deployment 中的副本数；

实际生产中，广泛使用这四类指标： 1、Resource metrics - CPU核内存利用率指标 2、Pod metrics - 例如网络利用率和流量 3、Object metrics - 特定对象的指标，比如Ingress, 可以按每秒使用请求数来扩展容器 4、Custom metrics - 自定义监控，比如通过定义服务响应时间，当响应时间达到一定指标时自动扩容

metircs-server部署

wget https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/high-availability-1.21+.yaml

vim high-availability-1.21+.yaml
......
143       containers:
144       - args:
145         - --cert-dir=/tmp
146         - --secure-port=4443
147         - --kubelet-preferred-address-types=InternalIP,ExternalIP,Hostname
148         - --kubelet-use-node-status-port
149         - --metric-resolution=15s
150         - --kubelet-insecure-tls 添加此行内容
151         image: registry.k8s.io/metrics-server/metrics-server:v0.6.4
......

kubectl apply -f high-availability-1.21+.yaml
kubectl top nodes

HPA演示示例

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: nginx-hpa
  namespace: default
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: nginx
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50


关于每行命令行解释：
当然，以下是对您提供的 YAML 文件中每一行的解释：


apiVersion: autoscaling/v2

- `apiVersion` 表示所使用的 API 版本。在这个例子中，我们使用的是 `autoscaling/v2beta2` 版本，这是 Kubernetes 的 HorizontalPodAutoscaler 资源对象的版本。


kind: HorizontalPodAutoscaler

- `kind` 定义了这个资源对象的类型。在这里，它是 `HorizontalPodAutoscaler`。


metadata:
  name: nginx
  namespace: hpa

- `metadata` 包含与资源对象相关的元数据。在这个例子中，`name` 是资源对象的名字（这里是 "nginx"），而 `namespace` 指定了此资源所在的命名空间（这里是 "hpa"）。


spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: nginx

- `spec` 描述了要配置的具体细节。在这个部分，`scaleTargetRef` 指向我们要自动伸缩的目标资源。
  - `apiVersion`: 目标资源的 API 版本，这里是 `apps/v1`。
  - `kind`: 目标资源的类型，这里是 `Deployment`。
  - `name`: 目标资源的名字，这里是 "nginx"。


  minReplicas: 1
  maxReplicas: 10

- `minReplicas` 和 `maxReplicas` 定义了 Pod 的最小和最大副本数。在此例中，HPA 将确保至少有一个副本在运行，并且最多不会超过 10 个副本。


  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50

- `metrics` 部分定义了用于触发自动伸缩操作的指标。在这个例子中，我们只有一个指标。
  - `- type: Resource`: 这里指定度量类型为资源度量。
  - `resource`: 定义了资源度量的详细信息。
    - `name: cpu`: 我们正在度量 CPU 使用率。
    - `target`: 设置目标值以触发自动伸缩。
      - `type: Utilization`: 目标类型是利用率。
      - `averageUtilization: 50`: 当平均 CPU 利用率达到或超过 50% 时，将触发自动伸缩操作。