Kubernetes HPA


什么是Horizontal Pod Autoscaler

HPA简介 HPA全称Horizontal Pod Autoscaling(Pod横向自动扩容,简称HPA)在kubernetes 1.1版本首次发布这一重量级新特性

通过手工执行kubectl scale命令,我们可以实现Pod扩容或缩容。如果仅仅到此显然不符合Kubernetes的定位目标--自动化、智能化

HPA与之前的RC、Deployment 一样,也属于一种Kubernetes资源对象。通过追踪分析RC控制的所有目标Pod的负载变化情况,来确定是否需要针对性地调整目标Pod的副本数,这是HPA的实现原理。


HPA有以下两种方式作为Pod负载的度量指标

1.CPUUtilizationPercentage 2.应用程序自定义的尺度指标,比如服务在每秒内的相应的请求书(TPS或OPS)

CPUUtilizationPercentage是一个算术平均值,即目标Pod所有副本自身的CPU利用率的平均值。一个Pod自身的CPU利用率是该Pod当前CPU的使用量除以它的Pod Request的值

举例:比如我们定义一个Pod的Pod Request为0.4,而当前Pod的CPU使用量为0.2,则它的CPU使用率为50%,这样我们就可以算出来一个RC控制的所有Pod副本的CPU利用率的算术平均值了

如某一刻CPUUtilizationPercentage的值超过80%,则意味着当前的Pod副本数很可能不足以支撑接下来的更多请求,需要进行动态扩容,而当请求高峰时段过去后,Pod CPU利用率又会降下来,此时对应Pod副本书应该自动减少到一个合理的水平。

CPUUtilizationPercentage 计算过程中使用到的Pod的CPU使用量通常是1min内的平均值,通过查询Heapster扩展组件来得到这个值,所以需要安装Heapster,这样一来便增加了系统的复杂度和实施HPA特性的复杂化。

未来Kubernetes自身实现一个基础性能数据采集模块,从而更好地支持HPA和其他需要用到的基础性能数据的功能模块。此外如果Pod没有定义Pod Request的值,则无法使用CPUUtilizationPercentage来实现Pod横向自动扩容的能力


定义HPA

用Yumal定义HPA例子:

apiVersion: autoscaling/v1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: php-apache
spec:
  minReplicas: 10                   ######修改处
  maxReplicas: 1          ######修改处
  scaleTargetRef:
  apiVersion: v1
    kind: Deployment
    name: php-apache
  targetCPUUtilizationPercentage: 90  ######修改处

参数解释:当CPUUtilizationPercentage的值超过90%时会触发自动动态扩容行为,扩容或缩容时必须满足的一个约束条件是Pod的副本数要介于110之间

使用命令定义HPA例子:

kubectl autoscole deployment php-apache --cpu-percent=90 --min=1 --max=10
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