k8s学习--kubernetes服务自动伸缩之水平收缩(pod副本收缩)VPA详细解释与安装

文章目录

  • 前言
  • VPA简介
    • 简单理解
    • 详细解释
      • VPA的优缺点
        • 优点
          • 1.自动化资源管理
          • 2.资源优化
          • 3.性能和稳定性提升
          • 5.成本节约
          • 6.集成性和灵活性
        • 缺点
          • 1.Pod 重启影响可用性
          • 2.与 HPA 冲突
          • 3.资源监控和推荐滞后:
          • 4.实现复杂度:
      • 核心概念
        • Resource Requests 和 Limits
        • 自动调节
      • VPA 的工作原理
      • VPA 组件
      • VPA 使用场景
  • 应用
    • 环境
      • 1.部署metrics-server及VPA
        • (1)部署metrics-server
        • (2)升级openssl(所有节点)
        • (3)部署VPA
        • 2.VPA模式


前言

有任何疑问或不懂的地方均可评论或私信,欢迎交流

VPA简介

官方链接
https://github.com/kubernetes/autoscaler/tree/master/vertical-pod-autoscaler

简单理解

与HPA类似,区别在于HPA自动控制的pod副本数量
而VPA则自动控制的是CPU 和 内存 的requests,从而允许在节点上进行适当的调度,以便为每个 Pod 提供适当的资源。

注: 不能与HPA(Horizontal Pod Autoscaler )一起使用

这个是博主写的有关HPA的博客,有兴趣的可以看看
链接: HPA详细解释与应用

详细解释

在 Kubernetes(k8s)中,Vertical Pod Autoscaler(VPA)是一种自动调节 Pod 中容器资源请求(CPU 和内存)的工具。它可以根据 Pod 的实际使用情况自动调整这些资源请求,以确保应用程序具有足够的资源运行,并同时避免资源的浪费。

VPA的优缺点

优点
1.自动化资源管理

简化运维:VPA 自动调整 Pod 的资源请求,减少手动调整的工作量。
动态响应:能实时根据实际资源使用情况调整请求,适应负载变化。

2.资源优化

避免资源浪费:确保 Pod 只请求所需的资源,降低不必要的资源分配。
提高资源利用率:通过优化资源请求,增加集群中可用资源的数量,提高整体资源利用率。

3.性能和稳定性提升

防止资源不足:自动增加资源请求,确保应用在高负载时也能正常运行。
优化性能:通过合理的资源配置,确保应用程序性能得到保障。

5.成本节约

降低运营成本:通过精准的资源配置,减少过度配置带来的成本,提高资源利用效率。

6.集成性和灵活性

兼容性好:VPA 可以与 Kubernetes 中的其他工具(如 HPA)一起使用,以实现全面的自动扩展策略。
可配置性强:提供多种更新策略(如 Auto、Recreate、Initial),适应不同的应用场景。

缺点
1.Pod 重启影响可用性

重启开销:资源请求的更新通常需要重启 Pod,这可能会导致服务短暂不可用,影响用户体验。
滚动更新问题:在滚动更新过程中,如果频繁调整资源请求,可能会导致更新过程复杂化。

2.与 HPA 冲突

配置复杂
同时使用 VPA 和 Horizontal Pod Autoscaler (HPA) 时,可能会产生冲突,需要谨慎配置和管理。
负载模式不同
HPA 和 VPA 针对不同的负载模式(水平扩展 vs. 垂直扩展),混用时需要综合考虑应用负载特性。

3.资源监控和推荐滞后:

数据滞后 :VPA 基于历史资源使用数据做出推荐,可能存在一定的滞后性,无法实时反映最新的负载变化。
推荐准确性:在负载波动剧烈的情况下,推荐值可能不够准确,导致资源配置不够理想。

4.实现复杂度:

依赖数据质量:VPA 的推荐依赖于准确的资源使用数据,集群监控和数据收集的质量对 VPA 的效果有直接影响。
维护复杂度:需要对 VPA 本身进行维护和监控,确保其正常运行和推荐的准确性。

核心概念

Resource Requests 和 Limits

Requests
容器启动时所需的最小资源量,Kubernetes 会基于 requests 来做调度决策。
Limits
容器能使用的最大资源量,防止单个容器使用过多资源。


自动调节

Vertical Scaling:不同于水平扩展(Horizontal Scaling)通过增加 Pod 数量来应对负载,垂直扩展(Vertical Scaling)是调整单个 Pod 的资源配额。

VPA 的工作原理

监控:VPA 通过监控 Pod 的实际资源使用情况来确定是否需要调整资源请求。
推荐:基于历史数据和当前使用情况,VPA 会生成资源请求的推荐值。
更新:VPA 可以自动更新 Pod 的资源请求,触发 Pod 重启使配置生效。

更新策略可以配置为以下几种:
Auto:自动更新 Pod。
Recreate:删除并重新创建 Pod。
Initial:只在 Pod 初始创建时设置资源请求。

VPA 组件

Recommender:收集资源使用数据并生成资源请求的推荐值。
Updater:负责执行资源请求的更新,可以根据策略决定是否重启 Pod。
Admission Controller:在 Pod 创建和更新时应用资源请求的推荐值。

VPA 使用场景

应用负载变化:适合那些资源需求动态变化的应用。
节省成本:通过合理配置资源请求和限制,避免资源浪费。
提高稳定性:确保应用有足够的资源应对高负载情况。

应用

环境

虚拟机

Ip主机名cpu内存硬盘
192.168.10.11master012cpu双核4G100G
192.168.10.12worker012cpu双核4G100G
192.168.10.13worker022cpu双核4G100G

版本 centos7.9
已部署k8s-1.27

1.部署metrics-server及VPA

(1)部署metrics-server

master上操作

wget https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/high-availability-1.21+.yaml

kubelet 证书需要由集群证书颁发机构签名

(或者通过向 Metrics Server 传递参数 --kubelet-insecure-tls 来禁用证书验证)。

更改文件

vim high-availability-1.21+.yaml

149行添加
在这里插入图片描述
解释
因为是虚拟机环境,这条命令是允许 kubelet 使用不安全的 TLS 连接,生产环境不建议使用,这里是便于快速部署和测试已看到效果。

kubectl apply -f high-availability-1.21+.yaml 
watch kubectl get pods -n kube-system 

耐心等待,如果一直起不来就先删除pod再重启个节点docker。
在这里插入图片描述

kubectl top nodes

在这里插入图片描述

kubectl top pods -n kube-system

在这里插入图片描述
这里就部署好了

(2)升级openssl(所有节点)
curl -o /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
yum install -y openssl-devel openssl11 openssl11-devel

检查下载的 OpenSSL新库版本

openssl11 version

在这里插入图片描述
查看旧版本路径

which openssl

在这里插入图片描述

查看新版本路径

which openssl11

在这里插入图片描述
删除系统默认版本,并创建一个软连接指向新版本

rm -rf `which openssl`
ln -s /usr/bin/openssl11 /usr/bin/openssl

查看默认版本,可以看到已经是新版本了

openssl version

在这里插入图片描述

(3)部署VPA

master节点

mkdir vpa
cd vpa
git clone https://github.com/kubernetes/autoscaler.git
cd autoscaler/vertical-pod-autoscaler/
ls hack/
bash ./hack/vpa-up.sh
cd ..
kubectl get pods -n kube-system

没有running就等一会
在这里插入图片描述
这样就好了

2.VPA模式

在VPA中,updateMode 是一个重要的配置选项,它决定了VPA如何应用其提供的资源建议。根据不同的设置,VPA可以采取不同的策略来更新Pod的资源配置:

Off
VPA不会应用任何资源推荐,只是收集和显示数据。

Initial:
VPA只会在Pod创建时应用资源推荐。一旦Pod启动,即使后续有新的资源推荐,也不会再进行调整。

Recreate:
当VPA生成新的资源推荐时,它会终止当前的Pod并重新创建一个新的Pod,新Pod将采用最新的资源推荐。这种方式会导致服务短暂中断,但能确保立即应用新的资源设置。

Auto:
这是默认模式。在这种模式下,VPA会尝试在线调整运行中的Pod的资源请求和限制,而无需重启Pod。如果无法在线调整(例如,由于内核或Kubernetes版本的限制),则会选择重新创建Pod。

由于篇幅过长,关于模式的演示会单独出(水)一篇博客

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