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博客容器(Kubernetes、Docker)Kubernetes(向下)扩展:组合自动扩展器

Kubernetes(向下)扩展:组合自动扩展器

Kubernetes降级重组集群_博客英雄

简要说明:在本文中,您将了解如何使用 KEDA 和 cron 扩展器在流量高峰到来之前主动扩展工作负载。

在设计Kubernetes集群时,您可能需要回答以下问题:

  • 集群扩展需要多长时间?
  • 在创建新舱位之前,我需要等待多长时间?

影响缩放的有四个重要因素:

  • 水平 Pod Autoscaler 反应时间;
  • 群集自动分压器反应时间;
  • 节点配置时间;以及
  • pod 创建时间。

让我们逐一探讨。

默认情况下,kubelet 每 10 秒采集一次 pod 的 CPU 使用情况,Metrics Server 每 1 分钟从kubelet 获取一次CPU 使用情况。

水平 Pod Autoscaler每 30 秒检查一次 CPU 和内存指标

如果指标超过阈值,自动扩展器将增加副本数量,并在采取进一步行动前关闭 3 分钟。在最糟糕的情况下,添加或删除 pod 的时间可能长达 3 分钟,但平均而言,水平 Pod Autoscaler 触发扩展的时间应为 1 分钟。

水平 Pod Autoscaler 反应时间。

群集自动分级器会检查是否有任何待处理的 pod,并增加群集的规模。检测群集是否需要扩大可能需要以下时间

  • 在拥有少于 100 个节点和 3000 个 pod 的集群上,延迟时间最长可达30 秒,平均延迟时间约为 5 秒;或
  • 在超过 100 个节点的集群上,延迟时间最长可达 60 秒,平均延迟时间约为 15 秒。
群集自动分压器反应时间。

从集群自动分级器触发 API 到在新创建的节点上调度 pod,Linode 上的节点调配通常需要 3 到 4 分钟。

Linode 配置时间。

总之,通过一个小型群集,您可以

```
HPA delay:          1m    +
CA delay:           0m30s +
Cloud provider:     4m    +
Container runtime:  0m30s +
=========================
Total               6m
```
端到端自动分压器反应时间。

如果集群有 100 多个节点,总延迟时间可能会达到 6 分 30 秒......这是一段很长的时间,那么如何解决这个问题呢?

您可以主动扩展工作负载,或者,如果您对流量模式非常了解,也可以提前扩展。

利用 KEDA 进行抢先扩展

如果您提供的流量具有可预测的模式,那么在流量达到峰值之前扩大工作负载(和节点),并在流量减少时缩小工作负载(和节点)的规模是合理的。

Kubernetes 没有提供任何根据日期或时间扩展工作负载的机制,因此在这一部分,你将使用KEDA--Kubernetes 事件驱动自动分级器。

KEDA 是由三个部分组成的自动定标器:

  • 缩放器;
  • 度量适配器;以及
  • a 控制器。
KEDA建筑。

你可以用Helm安装KEDA。

```bash
$ helm repo add kedacore https://kedacore.github.io/charts
$ helm install keda kedacore/keda
```

现在,Prometheus 和KEDA已经安装完毕,让我们来创建一个部署。

```yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: podinfo
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: podinfo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: podinfo
    spec:
      containers:
        - name: podinfo
          image: stefanprodan/podinfo

你可以通过以下方式将资源提交给集群。

```bash
$ kubectl apply -f deployment.yaml
```

KEDA 可在现有水平 Pod Autoscaler 的基础上使用名为ScaleObject 的自定义资源定义。

下面的 ScaledObject 使用Cron Scaler来定义一个时间窗口,在该窗口中,副本的数量应该发生变化:

```yaml
apiVersion: keda.sh/v1alpha1
kind: ScaledObject
metadata:
  name: cron-scaledobject
  namespace: default
spec:
  maxReplicaCount: 10
  minReplicaCount: 1
  scaleTargetRef:
    name: podinfo
  triggers:
    - type: cron
      metadata:
        timezone: Europe/London
        start: 23 * * * *
        end: 28 * * * *
        desiredReplicas: "5"
```

你可以用提交对象。

```bash
$ kubectl apply -f scaled-object.yaml
```

接下来会发生什么?什么都不会发生。自动缩放只会在 23 * * * *28 * * * *.借助 Cron Guru,可以将这两个 cron 表达式翻译为

  • 从第 23 分钟开始(如 2:23、3:23 等)。
  • 停在第 28 分钟处(如 2:28、3:28 等)。

如果等到开始日期,你会发现副本数量增加到 5 个。

使用 KEDA 对 cron 表达式进行缩放。

第 28 分钟后,数量会回到 1 吗?是的,自动平衡器会返回到在 minReplicaCount.

如果在其中一个时间间隔之间增加副本数量,会发生什么情况?如果在第 23 和 28 分钟之间,你将部署规模扩大到 10 个副本,KEDA 将覆盖你的更改并设置副本数。如果你在第 28 分钟后重复同样的实验,副本数量将被设置为 10。既然理论知识已经了解,我们就来看看一些实际用例。

工作时间缩减

您在开发环境中部署了一个系统,该系统应在工作时间处于活动状态,并在夜间关闭。

您可以使用下面的缩放对象:

```yaml
apiVersion: keda.sh/v1alpha1
kind: ScaledObject
metadata:
  name: cron-scaledobject
  namespace: default
spec:
  maxReplicaCount: 10
  minReplicaCount: 0
  scaleTargetRef:
    name: podinfo
  triggers:
    - type: cron
      metadata:
        timezone: Europe/London
        start: 0 9 * * *
        end: 0 17 * * *
        desiredReplicas: "10"
```

默认副本数量为零,但在工作时间(上午 9 点至下午 5 点),副本数量会增加到 10 个。

仅在工作时间扩展工作负载。

您也可以展开缩放对象,将周末排除在外:

```yaml
apiVersion: keda.sh/v1alpha1
kind: ScaledObject
metadata:
  name: cron-scaledobject
  namespace: default
spec:
  maxReplicaCount: 10
  minReplicaCount: 0
  scaleTargetRef:
    name: podinfo
  triggers:
    - type: cron
      metadata:
        timezone: Europe/London
        start: 0 9 * * 1-5
        end: 0 17 * * 1-5
        desiredReplicas: "10"
```

现在,您的工作量只在周一至周五的 9 点到 5 点之间活动。由于您可以将多个触发器结合起来,因此也可以将例外情况包括在内。

周末缩减规模

例如,如果您计划在周三让工作负载保持更长时间的活动状态,您可以使用以下定义:

```yaml
apiVersion: keda.sh/v1alpha1
kind: ScaledObject
metadata:
  name: cron-scaledobject
  namespace: default
spec:
  maxReplicaCount: 10
  minReplicaCount: 0
  scaleTargetRef:
    name: podinfo
  triggers:
    - type: cron
      metadata:
        timezone: Europe/London
        start: 0 9 * * 1-5
        end: 0 17 * * 1-5
        desiredReplicas: "10"
    - type: cron
      metadata:
        timezone: Europe/London
        start: 0 17 * * 3
        end: 0 21 * * 3
        desiredReplicas: "10"
```

根据这一定义,除周三从上午 9 点到晚上 9 点外,其余时间的工作时间为周一至周五的 9 点至 5 点。

摘要

KEDA cron 自动分级器可让你定义一个时间范围,在此范围内你想将工作负载分级为分出/分入。

这有助于您在流量高峰前扩展 pod,从而提前触发群集自动调节器。

在本文中,您将学到

  • 群集自动分压器的工作原理
  • 向集群横向扩展和添加节点需要多长时间。
  • 如何使用 KEDA 根据 cron 表达式扩展应用程序。

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注释

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