k8s之Horizontal Pod Autoscaler（Pod水平自动伸缩）

官方文档：Pod 水平自动扩缩 | Kuberneteshttps://kubernetes.io/zh/docs/tasks/run-application/horizontal-pod-autoscale/

Pod 水平自动扩缩（Horizontal Pod Autoscaler）可以基于 CPU 利用率自动扩缩 ReplicationController、Deployment、ReplicaSet 和 StatefulSet 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。控制器会周期性地调整副本控制器或 Deployment 中的副本数量，以使得类似 Pod 平均 CPU 利用率、平均内存利用率这类观测到的度量值与用户所设定的目标值匹配

首先需要部署一下metrics-server，收集集群资源利用率

---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:name: system:aggregated-metrics-readerlabels:rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-view: "true"rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-edit: "true"rbac.authorization.k8s.io/aggregate-to-admin: "true"
rules:
- apiGroups: ["metrics.k8s.io"]resources: ["pods", "nodes"]verbs: ["get", "list", "watch"]
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:name: metrics-server:system:auth-delegator
roleRef:apiGroup: rbac.authorization.k8s.iokind: ClusterRolename: system:auth-delegator
subjects:
- kind: ServiceAccountname: metrics-servernamespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:name: metrics-server-auth-readernamespace: kube-system
roleRef:apiGroup: rbac.authorization.k8s.iokind: Rolename: extension-apiserver-authentication-reader
subjects:
- kind: ServiceAccountname: metrics-servernamespace: kube-system
---
apiVersion: apiregistration.k8s.io/v1
kind: APIService
metadata:name: v1beta1.metrics.k8s.io
spec:service:name: metrics-servernamespace: kube-systemgroup: metrics.k8s.ioversion: v1beta1insecureSkipTLSVerify: truegroupPriorityMinimum: 100versionPriority: 100
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:name: metrics-servernamespace: kube-system
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: metrics-servernamespace: kube-systemlabels:k8s-app: metrics-server
spec:selector:matchLabels:k8s-app: metrics-servertemplate:metadata:name: metrics-serverlabels:k8s-app: metrics-serverspec:serviceAccountName: metrics-servervolumes:# mount in tmp so we can safely use from-scratch images and/or read-only containers- name: tmp-diremptyDir: {}containers:- name: metrics-serverimage: lizhenliang/metrics-server:v0.3.7 imagePullPolicy: IfNotPresentargs:- --cert-dir=/tmp- --secure-port=4443- --kubelet-insecure-tls- --kubelet-preferred-address-types=InternalIPports:- name: main-portcontainerPort: 4443protocol: TCPsecurityContext:readOnlyRootFilesystem: truerunAsNonRoot: truerunAsUser: 1000volumeMounts:- name: tmp-dirmountPath: /tmpnodeSelector:kubernetes.io/os: linuxkubernetes.io/arch: "amd64"
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: metrics-servernamespace: kube-systemlabels:kubernetes.io/name: "Metrics-server"kubernetes.io/cluster-service: "true"
spec:selector:k8s-app: metrics-serverports:- port: 443protocol: TCPtargetPort: main-port
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:name: system:metrics-server
rules:
- apiGroups:- ""resources:- pods- nodes- nodes/stats- namespaces- configmapsverbs:- get- list- watch
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:name: system:metrics-server
roleRef:apiGroup: rbac.authorization.k8s.iokind: ClusterRolename: system:metrics-server
subjects:
- kind: ServiceAccountname: metrics-servernamespace: kube-system

运行yaml文件

[root@master ~]# kubectl api-versions |grep metrics
metrics.k8s.io/v1beta1
[root@master ~]# kubectl top nodes
NAME     CPU(cores)   CPU%   MEMORY(bytes)   MEMORY%
master   288m         14%    1157Mi          66%
node1    129m         6%     969Mi           55%
node2    139m         6%     836Mi           48%

为了演示hpa，我们先制作一个镜像

FROM php:5-apache
COPY index.php /var/www/html/index.php
RUN chmod a+rx index.php

执行一个index.php，提高cpu的使用率

<?php$x = 0.0001;for ($i = 0; $i <= 1000000; $i++) {$x += sqrt($x);}echo "OK!";
?>

创建一个deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: php-apache
spec:selector:matchLabels:run: php-apachereplicas: 1template:metadata:labels:run: php-apachespec:containers:- name: php-apacheimage: k8s.gcr.io/hpa-exampleports:- containerPort: 80resources:limits:cpu: 500mrequests:cpu: 200m---apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: php-apachelabels:run: php-apache
spec:ports:- port: 80selector:run: php-apache

创建hpa

kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=4
[root@master ~]# kubectl get hpa
NAME         REFERENCE               TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
php-apache   Deployment/php-apache   0%/50%    1         4         1          4h35mkubectl run -i --tty load-generator --rm --image=busybox --restart=Never -- /bin/sh -c "while sleep 0.01; do wget -q -O- http://php-apache; done"
向pod发送查询请求提高cpu使用率[root@master ~]# kubectl get hpa
NAME         REFERENCE               TARGETS    MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
php-apache   Deployment/php-apache   106%/50%   1         4         1          4h37m
[root@master ~]# kubectl get deployment php-apache
NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
php-apache   3/3     3            3           4h20m
发现hpa已经超过了预定值，随之pod的副本数也变成了3个，最多可变成4个，停止负载后，副本数也会变成一个假如targets字段有显示unknown
原因：
1、刚建立，等待一段时间再查看
2、需要自动伸缩的目标资源并没有进行资源限制

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