K8S原來如此簡單（五）Metrics Server與HPA

chester·chen發表於2022-03-24
K8SServer

什麼是HPA

https://kubernetes.io/zh/docs/tasks/run-application/horizontal-pod-autoscale/

 我們前面有通過kubectl scale命令手動擴充套件我們的服務，生產環境中我們希望k8s能夠根據一些指標資訊自動擴充套件服務。

這時我們可以利用k8s的HPA（水平擴充套件）來根據 CPU利用率等指標自動擴縮Deployment、ReplicaSet 或 StatefulSet 中的 Pod 數量。

HPA原理

HPA控制器通過Metrics Server的API（Heapster的API或聚合API）獲取指標資料，基於使用者定義的擴縮容規則進行計算，得到目標Pod副本數量。

當目標Pod副本數量與 當前副本數量不同時，HPA控制器就向Pod的副本控制器 （Deployment、RC或ReplicaSet）發起scale操作，調整Pod的副本數量， 完成擴縮容操作。

MetricsServer

在說metricsserver之前，我們來看一個檢視資源消耗情況的命令

檢視Node資源消耗： 
kubectl top node k8s-node1 
檢視Pod資源消耗： 
kubectl top pod k8s-node1

需要注意的是，使用這個命令我們需要安裝metrics server，否則會提示：Metrics API不可用。

 

安裝metrics server

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

 

檢視metrics安裝結果

kubectl get pod --all-namespaces |grep metrics

 

檢視pod資源使用率

kubectl top pod chesterdeployment-75c64cc8b6-k4jqw -n chesterns

 

安裝好之後，我們可以看到已經可以正常使用kubectl top命令了。下面我們開始演示通過hpa來模擬根據cpu自動水平擴充套件。

仍然使用之前課程的deployment，需要修改deployment的副本數為1

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: chesterdeployment
  namespace: chesterns
  labels:
    app: chesterapi
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: chesterapi
  template:
    metadata:
      labels:
        app: chesterapi
    spec:
     containers:
     - name: oneapi
       image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/chester-k8s/oneapi:latest
       ports:
       - containerPort: 5000
       livenessProbe:
         httpGet:
           path: /test
           port: 5000

 

應用deployment

kubectl apply -f deployment.yaml

 

在我們的oneapi裡有一個highcpu的介面，可以幫助我們實現高cpu操作

    [HttpGet("highcpu")]
    public string HighCpu(int minutes)
    {
        var now = DateTime.Now;
        while (DateTime.Now - now <= TimeSpan.FromMinutes(minutes))
        {
            _logger.LogInformation(DateTime.Now.ToString());
        }
        return "ok";
    }

 

我們呼叫這個介面，模擬高消耗cpu操作

curl clusterip:5000/test/highcpu?minutes=1

 

再次檢視pod資源使用率，可以跟呼叫之前比對，明顯發現cpu變高

kubectl top pod chesterdeployment-75c64cc8b6-k4jqw -n chesterns

建立HPA

下面我們建立hpa，讓其實現自動擴充套件

apiVersion: autoscaling/v2beta2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: chesterhpa
  namespace: chesterns
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: chesterdeployment
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 3
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: AverageValue
        averageValue: 200m

重新呼叫介面模擬高cpu

curl clusterip:5000/test/highcpu?minutes=3

檢視hpa狀態，即可發現實現了自動擴充套件

kubectl describe hpa chesterhpa -n chesterns
kubectl get pods --namespace=chesterns
kubectl top pod  -n chesterns​

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