Автоматическое масштабирование подов в кластере Kubernetes

    Автоматическое масштабирование — это механизм, который динамически изменяет количество подов или их ресурсы в Kubernetes в зависимости от текущей нагрузки, чтобы поддерживать стабильную работу приложений и эффективно использовать ресурсы.

    В KaaS от Рег.облака можно настроить два вида автомасштабирования подов:

    • 1.
      Горизонтальное автомасштабирование подов (Horizontal Pod Autoscaler, HPA).
    • 2.
      Вертикальное автомасштабирование подов (Vertical Pod Autoscaler, VPA).

    Горизонтальное автомасштабирование подов

    Горизонтальное автомасштабирование (HPA) — это встроенный механизм Kubernetes, который автоматически изменяет количество реплик подов в зависимости от нагрузки. Например, если приложение начинает потреблять больше CPU, HPA создаст дополнительные поды, чтобы распределить нагрузку. Когда нагрузка снижается, HPA уменьшит количество подов, освобождая ресурсы.

    В основе HPA лежит контроллер, который периодически обращается к метрикам и решает, необходимо ли масштабирование. Основная идея — поддерживать заданный уровень целевой метрики.

    Подробнее о горизонтальном автомасштабировании вы можете узнать в официальной документации Kubernetes.

    Настройка горизонтального автомасштабирования

    • 1
      Подключитесь к кластеру Kubernetes.
    • 2

      Убедитесь, что вы успешно подключились к кластеру:

      kubectl cluster-info
    • 3

      Установите Metrics Server — он предоставляет HPA данные о загрузке подов:

      kubectl apply -f https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml
    • 4

      Убедитесь, что компоненты успешно развернуты:

      kubectl get pods -n kube-system | grep metrics-server
    • 5

      Проверьте, отдаются ли метрики:

      kubectl top nodes
kubectl top pods
    • 6

      Определите деплоймент приложения, для которого нужно включить автомасштабирование:

      kubectl get deployments
    • 7

      Создайте Horizontal Pod Autoscaler с помощью команды:

      kubectl autoscale deployment my-app --cpu-percent=70 --min=2 --max=10

      Где:

      • my-app — имя вашего приложения,
      • --cpu-percent — желаемая нагрузка пода на vCPU в процентах,
      • --min — минимальное количество подов,
      • --max — максимальное количество подов.
    • 8

      Проверьте состояние с помощью команды:

      kubectl get hpa

    Вертикальное автомасштабирование подов

    Вертикальное автомасштабирование (VPA) — это механизм, который не изменяет количество подов, а подстраивает выделенные им ресурсы CPU и памяти. VPA автоматически подбирает оптимальные значения ресурсов для контейнеров, основываясь на их фактическом потреблении. Он анализирует метрики работы подов и при необходимости рекомендует или применяет новые лимиты и запросы ресурсов. При изменении конфигурации VPA пересоздает поды с обновленными параметрами, чтобы они могли эффективно использовать ресурсы кластера.

    В отличие от HPA, вертикальное автомасштабирование не входит в состав Kubernetes по умолчанию. Для него существует официальный проект в GitHub.

    Настройка вертикального автомасштабирования

    • 1
      Подключитесь к кластеру Kubernetes.
    • 2

      Убедитесь, что вы успешно подключились к кластеру:

      kubectl cluster-info
    • 3

      Установите Metrics Server:

      kubectl apply -f https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml
    • 4

      Убедитесь, что компоненты успешно развернуты:

      kubectl get pods -n kube-system | grep metrics-server
    • 5

      Проверьте, отдаются ли метрики:

      kubectl top nodes
kubectl top pods
    • 6

      Установите Vertical Pod Autoscaler из репозитория:

      cd /tmp && \
  git clone https://github.com/kubernetes/autoscaler.git && \
  cd autoscaler/vertical-pod-autoscaler/hack && \
  ./vpa-up.sh
    • 7

      После установки создайте манифест vpa.yaml для вашего приложения:

      apiVersion: autoscaling.k8s.io/v1
kind: VerticalPodAutoscaler
metadata:
  name: my-app-vpa
  namespace: default
spec:
  targetRef:
    apiVersion: "apps/v1"
    kind: Deployment
    name: my-app
  updatePolicy:
    updateMode: "Auto"

      Где:

    • 8

      Создайте объект Vertical Pod Autoscaler для вашего приложения с помощью команды:

      kubectl apply -f vpa.yaml
    • 9

      Проверить рекомендации Vertical Pod Autoscaler можно с помощью команды:

      kubectl describe vpa my-app-vpa

      В выводе будут указаны текущие и рекомендованные значения ресурсов.

    Специальные предложения