四、自动扩缩容HPA
1. 什么是HPA
之前通过kubectl scale 命令可以来实现 Pod 的扩缩容功能，但是这个毕竟是完全手动操作的，要应对线上的各种复杂情况，需要能够做到自动化去感知业务，来自动进行扩缩容。为此，Kubernetes 提供了这样的一个资源对象：Horizontal Pod Autoscaling（Pod 水平自动伸缩），简称HPA，HPA 通过监控分析一些控制器控制的所有 Pod 的负载变化情况来确定是否需要调整 Pod 的副本数量，这是 HPA 最基本的原理：
HorizontalPodAutoscaler 会指示工作负载资（Deployment、StatefulSet 或其他类似资源）扩容或缩减。由于DaemonSet会在每个节点上都会部署，不适用于水平Pod自动扩缩。
2. HPA的流程
Kubernetes 将水平 Pod 自动扩缩实现为一个间歇运行的控制回路（它不是一个连续的过程）。间隔由 kube-controller-manager的 --horizontal-pod-autoscaler-sync-period 参数设置（默认间隔为15 秒）。
在每个时间段内，控制器管理器都会根据每个 HorizontalPodAutoscaler 定义中指定的指标查询资源利用率。
- 控制器管理器找到由
scaleTargetRef定义的目标资源 - 根据目标资源的
.spec.selector标签选择 Pod - 从资源指标 API（针对每个 Pod 的资源指标）或自定义指标获取指标 API（适用于所有其他指标）
3. Pod水平自动扩缩注意事项
Pod水平自动扩缩注意事项有以下方面：
- 必须安装metrics-server或其他自定义metrics-server
- 必须配置requests参数
- 不能扩容无法缩放的对象，比如DaemonSet
4. Pod水平自动扩缩接口类型
可以通过以下命令查看所有Pod水平自动扩缩接口类型：
[root@k8s-master01 hpa]# kubectl get apiservices | grep autoscal
v1.autoscaling Local True 6d13h
v2.autoscaling Local True 6d13h
v2beta1.autoscaling Local True 6d13h
v2beta2.autoscaling Local True 6d13h- v1：稳定版自动水平伸缩，只支持CPU指标
- v2beta1:支持CPU、内存和自定义指标
- v2beta2:支持CPU、内存、自定义指标Custom和额外指标ExternalMetrics
5. 创建Deployment
写一个Deployment的yaml进行创建。
[root@k8s-master01 hpa]# cat hpa-nginx.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: hpa-nginx
name: hpa-nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: hpa-nginx
template:
metadata:
labels:
app: hpa-nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.14.2
name: nginx
resources: #定义了容器的资源请求和限制
requests: #指定了容器对CPU和内存的请求
cpu: 10m #设定请求量，10毫核的CPU资源#创建deployment资源
[root@k8s-master01 hpa]# kubectl create -f hpa-nginx.yaml
deployment.apps/hpa-nginx created
#查看deployment资源
[root@k8s-master01 hpa]# kubectl get deployment hpa-nginx
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
hpa-nginx 1/1 1 1 9s
#查看Pod
[root@k8s-master01 hpa]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
hpa-nginx-55f9b7597-xr976 1/1 Running 0 4m16s
#查看Pod的资源占用情况
[root@k8s-master01 hpa]# kubectl top pod
NAME CPU(cores) MEMORY(bytes)
hpa-nginx-55f9b7597-xr976 0m 2Mi暴露出80端口
[root@k8s-master01 hpa]# kubectl expose deployment hpa-nginx --port=80
service/hpa-nginx exposed
#查看Service的IP
[root@k8s-master01 hpa]# kubectl get service
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
hpa-nginx ClusterIP 192.168.149.208 <none> 80/TCP 15s
kubernetes ClusterIP 192.168.0.1 <none> 443/TCP 6d14h测试Web服务，是否可访问，状态码200没问题。
[root@k8s-master01 hpa]# curl -I 192.168.149.208 2>/dev/null | head -1 | awk '{print $2}'
2006. 创建HPA水平自动扩缩
启动水平自动扩缩
kubectl autoscale deployment hpa-nginx --cpu-percent=10 --min=1 --max=10- --cpu-percent=10：指定 Deployment 的目标 CPU 利用率百分比。水平 Pod 自动缩放器将根据当前CPU利用率超过10%时进行自动调整副本数量，以尝试维持此目标。
- --min=1：指定 Deployment 应具有的最小副本数。即使 CPU 利用率很低，水平 Pod 自动缩放器也不会将 Deployment 缩小到此数以下。
- --max=10：指定 Deployment 应具有的最大副本数。如果 CPU 利用率非常高，水平 Pod 自动缩放器也不会将 Deployment 扩展到此数以上。
查看HorizontalPodAutoscaler的当前状态
#命令格式：kubectl get hpa Deployment名称
[root@k8s-master01 hpa]# kubectl get hpa hpa-nginx
NAME REFERENCE TARGETS MINPODS MAXPODS REPLICAS AGE
hpa-nginx Deployment/hpa-nginx 0%/10% 1 10 1 7m12s7. 模拟压力测试
设置死循环进行测试Deployment中的Pod
while true; do wget -q -O- http://192.168.149.208 > /dev/null; done另起一个ssh会话，边监控HPA的当前状态，CPU利用率已经超10%，自动进行扩容Pod。
kubectl get hpa hpa-nginx
此时终止压力测试，再查看HPA和Pod的情况，可能Pod还没那么快缩容，稍等一段时间即可。
