一：前言

在kubernetes中，Pod是最基礎的排程單位，多個pod 可以組成一個集合，這個集合向外提供服務。這時候，我們需要以下兩種情形需要關注：

1）集合中的Pod可能會由於某種原因Fail，這時候需要某種機制能夠建立新的Pod以確保有足夠數量的Pod在執行。

2）Pod 的個數由訪問請求決定。即當前例項個數不足以滿足訪問請求時，需要增加例項個數，反之，需要通過某種策略減少例項數。

如果人工來實時監控例項的執行狀態，手動啟動新的pod以替代fail的pod，監控例項的負載情況，手動建立或者刪除pod，這個工作繁瑣且工作量大，好在kubernetes已經有相應的機制來應對這種變化。 
本篇文章主要介紹在k8s1.2版本下,HPA基於CPU的彈性伸縮。

二：部署目標

• 執行一個php-apache例項
• 建立一個基於CPU彈性的HPA資源
• 對例項進行壓測
• 對HPA進行驗證

三：HPA原理圖 ##

Kubernetes有一個HPA(Horizontal Pod Autoscaler)的資源，可以實現基於CPU使用率的Pod自動伸縮的功能。HPA基於Master Node上的kube-controller-manager服務啟動引數–horizontal-pod-autoscaler-sync-period定義的時長(預設為30秒)，週期性的檢測Pod的CPU使用率(需要事先安裝heapster)。如果需要設定–horizontal-pod-autoscaler-sync-period可以在Master Node上的/etc/default/kube-controller-manager中修改。 

四：部署步驟

建立php-apache例項的RC 
通過kubectl create -f php-rc.yaml檔案建立RC. 
檔案內容如下：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: php-apache
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      name: php-apache
      labels:
        app: php-apache
    spec:
      containers:
      - name: php-apache
        image: gcr.io
 
/google_containers/hpa-example:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        resources:
          requests:
            cpu: 200m
        ports:
        - containerPort: 80

建立php-apache例項的SVC 
通過kubectl create -f php-svc.yaml檔案建立SVC.檔案內容如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: php-apache
  labels:
    k8s-app: php-apache
spec:
  ports:
    # The port that this service should serve on.
    - port: 80
  # Label keys and values that must match in order to receive traffic for this service.
  selector:
    app: php-apache

• 建立HPA 

通過kubectl create -f hpa-example.yaml檔案建立HPA.檔案內容如下：

apiVersion: autoscaling/v1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: php-apache
  namespace: default
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: v1
    kind: ReplicationController
    name: php-apache
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 10
  targetCPUUtilizationPercentage: 50

檢視建立的hpa，結果發現當前的CPU使用率CURRENT顯示為waiting.

# kubectl get hpa php-apache
NAME         REFERENCE                                TARGET    CURRENT     MINPODS   MAXPODS   AGE
php-apache   ReplicationController/php-apache/scale   50%       <waiting>   1         10        8s

注意：有可能是由於heapster元件沒有安裝，也有可能是資料沒有檢測到，預設heapster採集時間為1分，需要稍等一會看一下狀態。

# kubectl get hpa php-apache
NAME         REFERENCE                                TARGET    CURRENT     MINPODS   MAXPODS   AGE
php-apache   ReplicationController/php-apache/scale   50%       0%   1         10        60s

如果要檢視hpa的事件，kubectl describe hpa php-apache ，會出這些錯誤資訊 
MetricsNotAvailableYet unable to get metrics for resource cpu: no metrics returned from heapster。 
這種錯誤資訊需要稍等一會多看幾次，分析一下是什麼原因導致的，有可能只是時間差導致的。

對php-apache進行壓力測試

kubectl run -i --tty load-generator --image=busybox:latest /bin/sh #進入容器後執行一下命令

while true; do wget -q -O- http://php-apache.default.svc.cluster.local; done

壓測幾分鐘後檢視hpa狀態，如果cpu壓力超過了設定的閾值，可以停止壓測。 
檢視hpa狀態： 
NAME REFERENCE TARGET CURRENT MINPODS MAXPODS AGE 
php-apache ReplicationController/php-apache/scale 50% 200% 1 10 60s 
狀態已經超過了閾值，此時檢視pod，pod的數量已經增加了。

root@ansible:/data/hpa/k81.2/autoscaling_v1/cpu/rc# kubectl get pods
NAME                             READY     STATUS    RESTARTS   AGE
load-generator-535521892-scxsg   1/1       Running   0          6d
ache-1czu1                 1/1       Running   0          6d
php-apache-a4g4x                 1/1       Running   0          6d
php-apache-d2nn1                 1/1       Running   0          6d
php-apache-epnpf                 1/1       Running   0          6d
php-apache-ffuhk                 1/1       Running   0          6d
php-apache-g78ms                 1/1       Running   0          6d
php-apache-nglin                 1/1       Running   0          6d
php-apache-sxz5y                 1/1       Running   0          7d
php-apache-t7s8e                 1/1       Running   0          6d
php-apache-v7zxm                 1/1       Running   0          6d

當停止壓力測試之後，過一段時間，Pod數量又會恢復到1。

四：總結

1. 上述操作也可以通過kubectl命令執行，但是我測試是有問題的，如果想要通過命令可以參考官方文件HPA官方文件
2. 在kubernetes1.2中伸縮Deployment也有些許問題，可以在自行驗證
3. HPA其他指標的支援按照官方文件v1.6.1中已經支援了。記憶體的我驗證過後續文章為介紹。