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在Kubernetes叢集中部署Heapster

背景

公司的容器雲平台需要新增應用的自動擴縮容的功能,以便能夠更加智能化的對應用進行管理。

Kubernetes官方提供了HPA(Horizontal Pod Autoscaling)資源對象。要讓我們部署的應用做到自動的水準的(水準指的是增減Pod副本數量)進行擴縮容,我們隻需要在Kubernetes叢集中建立HPA資源對象,然後讓該資源對象關聯某一需要進行自動擴縮容的應用即可。

HPA預設的是以Pod平均CPU使用率作為度量名額,也就是說,當應用Pod的平均CPU使用率高于設定的門檻值時,應用就會增加Pod的數量。CPU使用率的計算公式是:Pod目前CPU的使用量除以它的Pod Request(這個值是在部署

deployment

時自己設定的)值。而平均CPU使用率指的就是所有Pod的CPU使用率的算術平均值。

Pod平均CPU使用率的計算需要知道每個Pod的CPU使用量,目前是通過查詢

Heapster

擴充元件來得到這個值,是以需要安裝部署Heapster。

接下來我就将我們在Kubernetes叢集中部署Heapster的過程記錄下來,也會描述我們在部署過程中遇到的問題以及解決的方法,希望能夠幫助到也準備在Kubernetes叢集中部署Heapster的朋友。

Heapster成功部署之後,我們使用了性能測試工具對http應用做了壓力測試,以觀察HPA進行自動擴縮容時的實際效果。

部署過程

首先,我們在github中搜尋Heapster,會找到Kubernetes中的Heapster庫:

在Kubernetes叢集中部署Heapster

将這個庫clone到叢集的master節點中。

在Heapster目錄下運作指令kubectl create -f deploy/kube-config/standalone/Heapster-controller.yaml

理論上建立完成後會啟動三個資源對象,deployment、service、serviceaccount,此時Heapster應該就能夠為HPA提供CPU的使用量了。

此時為驗證Heapster是否可用,在叢集中部署一個HPA資源對象,關聯某個應用,并設定門檻值為90:

在Kubernetes叢集中部署Heapster

檢視這個HPA時我們可以看到,CURRENT的CPU使用率為,也就是說,HPA沒能從Heapster中取得CPU的使用量。

于是,我們用kubectl get pod –namespace=kube-system指令檢視Heapster的pod的運作情況,發現是拉取鏡像失敗的緣故。

打開部署Heapster的yaml檔案如下:

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
 name: Heapster namespace: kube-system
---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
 name: Heapster namespace: kube-system
spec:
 replicas: 1 template:
 metadata:
 labels:
 task: monitoring
 k8s-app: Heapster
 spec:
 serviceAccountName: Heapster
 containers: - name: Heapster
 image: gcr.io/google_containers/Heapster-amd64:v1.4.0
 imagePullPolicy: IfNotPresent
 command: - /Heapster
 - --source=kubernetes:https://kubernetes.default ---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
 labels:
 task: monitoring
 # For use as a Cluster add-on (https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/cluster/addons) # If you are NOT using this as an addon, you should comment out this line.
 kubernetes.io/cluster-service: 'true'
 kubernetes.io/name: Heapster
 name: Heapster namespace: kube-system
spec:
 ports: - port: 80
 targetPort: 8082
 selector:
 k8s-app: Heapster      

可以看到23行,鏡像是要從谷歌的gcr.io鏡像倉庫中拉取的,由于我們的叢集伺服器不能連通外網,是以鏡像當然就拉取失敗了。

此時,我們使用之前使用過的自己倉庫中的Heapster鏡像來替代此yaml檔案中使用的鏡像。

清除剛才部署失敗的資源對象後再次在Heapster目錄下使用指令:kubectl create -f deploy/kube-config/standalone/Heapster-controller.yaml

這個時候發現對應的資源對象都建立成功了,而且pod也成功運作了。

此時看HPA的情況如下:

在Kubernetes叢集中部署Heapster

此時問題沒有得到解決,雖然Heapster的pod運作起來了,但是HPA還是沒能取到CPU使用量的值。

現在的情況來看,此時還不能确定問題是在于Heapster安裝沒成功還是HPA沒能從Heapster中取得值。

是以,接下來就是要确定一下Heapster是否安裝成功了。

這個時候,我們想到去Heapster中的docs目錄下看看有沒有什麼debug的方法,也就是進入Heapster目錄下的docs中的debugging。

用curl指令對URL/api/v1/model/debug/allkeys 做取值,得到的結果如下:

在Kubernetes叢集中部署Heapster

然後再用kubectl describe hpa yce –namespace=yce指令來檢視HPA資源對象的詳情

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Message中顯示,從Heapster擷取名額失敗。

此時結論就得出了,Heapster已經成功安裝,不過叢集無法從Heapster中擷取到監控資料。

好了,接下來我們決定再給Heapster換一個鏡像試試,有可能是我們的鏡像版本問題導緻與Kubernetes叢集不能協同工作。

在docker hub中搜尋到了版本為v1.2.0的Heapster鏡像,替換為此鏡像後再次建立資源對象。

建立成功後,驚喜出現了

在Kubernetes叢集中部署Heapster

可以看到,HPA已經可以從Heapster中取到值了。然後用kubectl top node指令檢視節點的名額,發現也可以取到值了。

在Kubernetes叢集中部署Heapster

對HPA關聯的應用做壓力測試

理論上Heapster已經安裝成功。為了驗證HPA是否可用,我們寫了一個簡單的http程式,名為helloworldhey。該程式就是做了一個自增整型變量1000次的循環。

将該程式打包成鏡像,部署對應的deployment和service資源對象,然後在叢集外部通過暴露的節點端口用性能測試工具ab對其進行壓力測試。可以看到結果如下:

在Kubernetes叢集中部署Heapster

可以看到,我這裡設定的門檻值為50%,也就是說,在平均CPU使用率超過50%時,HPA會對pod進行自動的擴容,也即是增加pod的數量,使增加後的pod總數量可以讓平均CPU使用率低于50%。可以看到此時的CPU使用率已經為110%,是以,理論上HPA應該自動的拉起2個pod來分擔CPU的使用量。看看pod的目前情況,結果如下:

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可以看到此時共有三個pod,與預期的結果相同。

不過,可能有人會有疑問,為什麼最初建立的pod會重新開機多次?原因就在于Kubernetes在部署deployment時,每個pod都設定有requests與limits值,當該pod的CPU(或記憶體)使用量超過該limits值時,kubelet就會重新開機這個pod,由于在壓力測試的開始時刻隻有此一個pod,是以CPU使用量肯定是超過了這個limit值于是pod就被重新開機了。

至此,heapter就被部署成功且可以正常使用了。

本文轉自kubernetes中文社群-

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