在当前的版本中，Pod水平自动伸缩支持基于CPU使用情况对Pod进行自动伸缩。Pod水平自动伸缩通过Kubernetes API资源和控制器进行实现。控制器会根据CPU的使用情况周期性的调整Pod的副本数量。

1、水平Pod自动伸缩是如何工作的?

水平Pod自动伸缩被实现为控制周期循环，其周期由控制器管理器的–horizontal-pod-autoscaler-sync-period标志进行控制（默认值为30秒）。在每个周期间，控制器管理器会根据每个Horizo​​ntalPodAutoscaler定义中指定的度量标准查询资源利用率。控制器管理器从资源指标的API（针对每个窗格的资源指标）或自定义指标的API（针对所有其他指标）获取度量。

• 对于每个Pod资源指标（如CPU），控制器为HorizontalPodAutoscaler的目标Pod从资源指标API中获取指标。如果设置了目标利用率的值，则控制器将在会计算使用率，作为每个Pod中容器的等效资源请求的百分比。如果设置了目标原始值，则直接使用原始指标标准值。然后，控制器在所有目标Pod中获取利用率的平均值或原始值（取决于指定的目标类型），并产生用于缩放所需副本数量的比率。

需要注意的，如果某些Pod的容器没有设置相关的资源请求，则不会定义Pod的CPU利用率，并且autoscaler不会对该指标标准采取任何操作。

• 对于每个Pod自定义的指标，与每个pod资源指标的工作机理类似；不同之处在于它使用初始值，而不是使用率值。
• 对于对象指标和外部指标，将获取单个指标，该指标将描述相关对象。该指标将与目标值进行比较，以产生如上所述的比率。在autoscaling/v2beta2API版本中，可以选择在进行比较之前将该值除以pod的数量。

Horizo​​ntalPodAutoscaler通常从一系列的API聚集中获取指标（metrics.k8s.io， custom.metrics.k8s.io和external.metrics.k8s.io）。该metrics.k8s.io API通常由指标服务器提供，其需要单独启动。自动缩放器使用伸缩子资源访问相应的可伸缩控制器（例如复制控制器，部署和副本集）。Scale是一个接口，允许您动态设置副本数并检查每个当前状态。

2、算法

从最基本的角度来看，Horizo​​ntalPodAutoscaler控制器根据所需指标与当前指标之间的比率进行操作：

desiredReplicas = ceil[currentReplicas * ( currentMetricValue / desiredMetricValue )]

例如，如果当前的指标值为200m，而期望的指标值为100m，则Pod的副本数量将会翻倍，即200/100=2；如果当前的指标值为50m，则会将Pod的副本数减半。如果比率足够接近1.0（在全局可配置的容差范围内，从–horizontal-pod-autoscaler-tolerance标志，默认为0.1），将会忽略缩放。当指定targetAverageValue或targetAverageUtilization时,currentMetricValue会通过所有Pod(Horizo​​ntalPodAutoscaler伸缩目标)获取给定指标的平均值来计算。当基于CPU进行伸缩时，如果任意Pod还未准备就绪，则此Pod放弃。currentMetricValue / desiredMetricValue伸缩比率基于保留的Pod进行计算，而不是放弃的Pod进行计算。如果在HorizontalPodAutoscaler中指定了多个指标，则会计算每一个指标，并选择期望副本数最大的指标。

3、在kubectl中使用水平Pod自动伸缩

与所有API资源一样，kubectl以标准方式支持水平Pod自动伸缩。可以使用kubectl create命令创建一个新的自动缩放器。通过kubectl get hpa可以列出自动伸缩器，通过kubectl describe hpa能够获得自动伸缩器的详细说明。最后，可以使用kubectl delete hpa删除自动缩放器。此外，还有一个特殊kubectl autoscale命令可以轻松创建Horizo​​ntalPodAutoscaler。

1）创建autoscale

$ kubectl autoscale deployment netdisk --min=2 --max=5 --cpu-percent=80 

为部署netdisk创建一个自动伸缩器，目标CPU利用率设置为80%，副本数量介于2和5之间。

2）获取autoscale

获取default命名空间下的hpa

$ kubectl get hpa

3）查看autoscale

查看netdisk hpa的详细信息。

$ kubectl describe hpa netdisk

4）删除autoscale

$ kubectl delete hpa netdisk

4、kubectl autoscale命令

kubectl autoscale命令的使用方法

$ autoscale (-f FILENAME | TYPE NAME | TYPE/NAME) [--min=MINPODS] --max=MAXPODS [--cpu-percent=CPU]

字段说明

参考材料

1.《Horizo​​ntal Pod Autoscaler》地址：https://kubernetes.io/docs/tasks/run-application/horizontal-pod-autoscale/

本文转自中文社区-kubernetes-水平Pod自动伸缩