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Kubernetes集群中HPA实现pod副本数量的自动扩容与缩容-创新互联

Kubernetes集群可以通过Replication Controller的scale机制完成服务的扩容或缩容，实现具有伸缩性的服务。

成都创新互联公司是创新、创意、研发型一体的综合型网站建设公司，自成立以来公司不断探索创新，始终坚持为客户提供满意周到的服务，在本地打下了良好的口碑，在过去的10年时间我们累计服务了上千家以及全国政企客户，如成都柴油发电机等企业单位，完善的项目管理流程，严格把控项目进度与质量监控加上过硬的技术实力获得客户的一致夸奖。

Kubernetes集群自动伸缩分为：

  • sacle手动伸缩：可参考K8s资源对象的基本管理之使用命令行的方式（升级、回滚、扩容、缩容）；
  • autoscale自动伸缩：也就是本篇博文所介绍的HPA；

Kubernetes自动扩展主要分为：

  • 水平扩展：针对实例数目的增减；
  • 垂直扩展：也就是单个实例就可以使用的资源的增减，比如增加CPU、内存；

一、HPA简介

HPA的全称为（Horizontal Pod Autoscaling）它可以根据当前pod资源的使用率（如CPU、磁盘、内存等），进行副本数的动态的扩容与缩容，以便减轻各个pod的压力。当pod负载达到一定的阈值后，会根据扩缩容的策略生成更多新的pod来分担压力，当pod的使用比较空闲时，在稳定空闲一段时间后，还会自动减少pod的副本数量。

若要实现自动扩缩容的功能，还需要部署heapster服务，用来收集及统计资源的利用率，支持kubectl top命令，heapster服务集成在prometheus（普罗米修斯） MertricServer服务中，所以说，为了方便，我这里基于prometheus服务的环境上进行部署HPA（动态扩缩容）的服务。

可以参考博文Kubernetes的三种可视化UI界面中的第三个部署Prometheus服务，来运行prometheus服务，如果不想部署prometheus，那么可以参考github上来单独部署heapster服务。

说这么多，总之就是想要使用HPA，就必须保证，可以在master节点上执行如下命令：

[root@master ~]# kubectl top node    #查看节点的资源使用情况
NAME   CPU(cores)  CPU%  MEMORY(bytes)  MEMORY%  
master  1317m     65%   1383Mi      80%    
node01  1237m     61%   1082Mi      62%    
node02  1146m     57%   1045Mi      60%

二、实现pod自动扩容与缩容

1）生成HPA控制器

[root@master ~]#  kubectl run php-apache --image=mirrorgooglecontainers/hpa-example --requests=cpu=200m --expose --port=80
#运行hpa资源，名称为php-apache，并设置请求CPU的资源为200m并暴露一个80端口
[root@master ~]# kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
#当hpa资源的deployment资源对象的CPU使用率达到50%时，就进行扩容，最多可以扩容到10个
[root@master ~]# kubectl get svc | grep php-apache   #查看php-apache对应的svc群集IP
php-apache  ClusterIP  10.97.45.108       80/TCP   44m
[root@master ~]#  kubectl get pod | grep php-apa   #确定当前的pod正常运行
php-apache-867f97c8cb-9mpd6  1/1   Running  0      44m

2）模拟消耗php-apache的资源，并验证pod是否会自动扩容与缩容

新开启多个终端（也可使用node节点），对php-apache的pod进行死循环请求，如下（如果你的系统资源比较充足，可以选择开启多个终端，对pod进行死循环请求，我这里开启了两个node的终端，同时请求php-apache的pod）：

[root@node01 ~]# while true; do wget -q -O- 10.97.45.108; done        #一直返回ok属于正常现象
#模拟多用户对php-apache的pod造成的并发请求
[root@master ~]# kubectl get  hpa  #查看hpa资源对cpu的占用情况
#也可使用“-w”选项对CPU资源占用情况实时监控
NAME     REFERENCE        TARGETS   MINPODS  MAXPODS  REPLICAS  AGE
php-apache  Deployment/php-apache  416%/50%  1     10     10     56m
[root@master ~]#  kubectl get pod
#在运行死循环请求一段时间后，查看pod数量，当然使用-w选项对pod的变化进行实时的监控
NAME              READY  STATUS   RESTARTS  AGE
php-apache-867f97c8cb-6jsjq  1/1   Running  0      4m9s
php-apache-867f97c8cb-7xd5x  1/1   Running  0      51s
php-apache-867f97c8cb-9mpd6  1/1   Running  0      56m
php-apache-867f97c8cb-dhng7  1/1   Running  0      3m8s
php-apache-867f97c8cb-qc9hr  1/1   Running  0      2m22s
php-apache-867f97c8cb-rj494  1/1   Running  0      3m38s
php-apache-867f97c8cb-sbn9n  1/1   Running  0      3m38s
php-apache-867f97c8cb-vzfbg  1/1   Running  0      4m9s
php-apache-867f97c8cb-vzfbg  1/1   Running  0      5m19s
php-apache-867f97c8cb-vzfbg  1/1   Running  0      3m39s
#当然大也就只可以产生10个pod，因为我们之前规定最多产生10个pod

当停止死循环请求后，也并不会立即减少pod数量，会等一段时间后减少pod数量，防止流量再次激增。

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本文标题：Kubernetes集群中HPA实现pod副本数量的自动扩容与缩容-创新互联
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