计算
弹性云服务器 ECS
Flexus云服务
裸金属服务器 BMS
弹性伸缩 AS
镜像服务 IMS
专属主机 DeH
函数工作流 FunctionGraph
云手机服务器 CPH
Huawei Cloud EulerOS
网络
虚拟私有云 VPC
弹性公网IP EIP
虚拟专用网络 VPN
弹性负载均衡 ELB
NAT网关 NAT
云专线 DC
VPC终端节点 VPCEP
云连接 CC
企业路由器 ER
企业交换机 ESW
全球加速 GA
安全与合规
安全技术与应用
Web应用防火墙 WAF
企业主机安全 HSS
云防火墙 CFW
安全云脑 SecMaster
DDoS防护 AAD
数据加密服务 DEW
数据库安全服务 DBSS
云堡垒机 CBH
数据安全中心 DSC
云证书管理服务 CCM
边缘安全 EdgeSec
威胁检测服务 MTD
CDN与智能边缘
内容分发网络 CDN
CloudPond云服务
智能边缘云 IEC
迁移
主机迁移服务 SMS
对象存储迁移服务 OMS
云数据迁移 CDM
迁移中心 MGC
大数据
MapReduce服务 MRS
数据湖探索 DLI
表格存储服务 CloudTable
云搜索服务 CSS
数据接入服务 DIS
数据仓库服务 GaussDB(DWS)
数据治理中心 DataArts Studio
数据可视化 DLV
数据湖工厂 DLF
湖仓构建 LakeFormation
企业应用
云桌面 Workspace
应用与数据集成平台 ROMA Connect
云解析服务 DNS
专属云
专属计算集群 DCC
IoT物联网
IoT物联网
设备接入 IoTDA
智能边缘平台 IEF
用户服务
账号中心
费用中心
成本中心
资源中心
企业管理
工单管理
国际站常见问题
ICP备案
我的凭证
支持计划
客户运营能力
合作伙伴支持计划
专业服务
区块链
区块链服务 BCS
Web3节点引擎服务 NES
解决方案
SAP
高性能计算 HPC
视频
视频直播 Live
视频点播 VOD
媒体处理 MPC
实时音视频 SparkRTC
数字内容生产线 MetaStudio
存储
对象存储服务 OBS
云硬盘 EVS
云备份 CBR
存储容灾服务 SDRS
高性能弹性文件服务 SFS Turbo
弹性文件服务 SFS
云硬盘备份 VBS
云服务器备份 CSBS
数据快递服务 DES
专属分布式存储服务 DSS
容器
云容器引擎 CCE
容器镜像服务 SWR
应用服务网格 ASM
华为云UCS
云容器实例 CCI
管理与监管
云监控服务 CES
统一身份认证服务 IAM
资源编排服务 RFS
云审计服务 CTS
标签管理服务 TMS
云日志服务 LTS
配置审计 Config
资源访问管理 RAM
消息通知服务 SMN
应用运维管理 AOM
应用性能管理 APM
组织 Organizations
优化顾问 OA
IAM 身份中心
云运维中心 COC
资源治理中心 RGC
应用身份管理服务 OneAccess
数据库
云数据库 RDS
文档数据库服务 DDS
数据管理服务 DAS
数据复制服务 DRS
云数据库 GeminiDB
云数据库 GaussDB
分布式数据库中间件 DDM
数据库和应用迁移 UGO
云数据库 TaurusDB
人工智能
人脸识别服务 FRS
图引擎服务 GES
图像识别 Image
内容审核 Moderation
文字识别 OCR
AI开发平台ModelArts
图像搜索 ImageSearch
对话机器人服务 CBS
华为HiLens
视频智能分析服务 VIAS
语音交互服务 SIS
应用中间件
分布式缓存服务 DCS
API网关 APIG
微服务引擎 CSE
分布式消息服务Kafka版
分布式消息服务RabbitMQ版
分布式消息服务RocketMQ版
多活高可用服务 MAS
事件网格 EG
企业协同
华为云会议 Meeting
云通信
消息&短信 MSGSMS
云生态
合作伙伴中心
云商店
开发者工具
SDK开发指南
API签名指南
Terraform
华为云命令行工具服务 KooCLI
其他
产品价格详情
系统权限
管理控制台
客户关联华为云合作伙伴须知
消息中心
公共问题
开发与运维
应用管理与运维平台 ServiceStage
软件开发生产线 CodeArts
需求管理 CodeArts Req
部署 CodeArts Deploy
性能测试 CodeArts PerfTest
编译构建 CodeArts Build
流水线 CodeArts Pipeline
制品仓库 CodeArts Artifact
测试计划 CodeArts TestPlan
代码检查 CodeArts Check
代码托管 CodeArts Repo
云应用引擎 CAE
开天aPaaS
云消息服务 KooMessage
云手机服务 KooPhone
云空间服务 KooDrive

节点伸缩原理

更新时间:2024-10-14 GMT+08:00

HPA是针对Pod级别的,可以根据负载指标动态调整副本数量,但是如果集群的资源不足,新的副本无法运行的情况下,就只能对集群进行扩容。

CCE集群弹性引擎是Kubernetes提供的集群节点弹性伸缩组件,根据Pod调度状态及资源使用情况对集群的节点进行自动扩容缩容,同时支持多可用区、多实例规格、指标触发和周期触发等多种伸缩模式,满足不同的节点伸缩场景。

前提条件

使用节点伸缩功能前,需要安装CCE集群弹性引擎插件,插件版本要求1.13.8及以上。

Cluster Autoscaler工作原理

Cluster Autoscaler主要流程包括两部分:

  • 扩容流程: Autoscaler会每隔10s检查一次所有未调度的Pod,根据用户设置的策略,选择出一个符合要求的节点池进行扩容。
    说明:

    Autoscaler检测未调度Pod进行扩容时,使用的是与Kubernetes社区版本一致的调度算法进行模拟调度计算,若应用调度采用非内置kube-scheduler调度器或其他非Kubernetes社区调度策略,此类应用使用Autoscaler扩容时可能因调度算法不一致出现无法扩容或多扩风险。

  • 缩容流程:Autoscaler每隔10s会扫描一次所有的Node,如果该Node上所有的Pod Requests少于用户定义的缩容百分比时,Autoscaler会模拟将该节点上的Pod是否能迁移到其他节点。
    当集群节点处于一段时间空闲状态时(默认10min),会触发集群缩容操作(即节点会被自动删除)。当节点存在以下几种状态的Pod时,不可缩容:
    • Pod有设置Pod Disruption Budget(即干扰预算),当移除Pod不满足对应条件时,节点不会缩容。
    • Pod由于一些限制,如亲和、反亲和等,无法调度到其他节点,节点不会缩容。
    • Pod拥有cluster-autoscaler.kubernetes.io/safe-to-evict: 'false'这个annotations时,节点不缩容。
    • 节点上存在kube-system命名空间下的Pod(除kube-system命名空间下由DaemonSet创建的Pod),节点不缩容。
    • 节点上如果有非controller(Deployment/ReplicaSet/Job/StatefulSet)创建的Pod,节点不缩容。
    说明:

    当节点符合缩容条件时,Autoscaler将预先给节点打上DeletionCandidateOfClusterAutoscaler污点,限制Pod调度到该节点上。当autoscaler插件被卸载后,如果节点上依然存在该污点请您手动进行删除。

Cluster AutoScaler架构

Cluster AutoScaler架构如图1所示,主要由以下几个核心模块组成:

图1 Cluster AutoScaler架构图

说明如下:

  • Estimator: 负责扩容场景下,评估满足当前不可调度Pod时,每个节点池需要扩容的节点数量。
  • Simulator: 负责缩容场景下,找到满足缩容条件的节点。
  • Expander: 负责在扩容场景下,根据用户设置的不同的策略来,从Estimator选出的节点池中,选出一个最佳的选择。当前Expander有多种策略,如表1
    表1 CCE支持的Expander策略

    策略

    策略说明

    使用场景

    模拟样例

    Random

    随机选择一个可调度节点池中执行本次扩容。

    此策略通常作为其他更复杂策略的基础退避策略。仅当其他优选策略无法决策时,作为备选策略使用,通常不建议直接配置使用。

    假设集群中节点池1和节点池2启用了弹性伸缩,且均未达到扩容上限。当工作负载扩容副本数时,扩容策略如下:

    1. Pending Pods触发autoscaler决策扩容流程。
    2. autoscaler模拟调度阶段,评估节点池1和节点池2中扩容的节点均可调度。
    3. autoscaler决策优选节点池,将在节点池1和节点池2范围中随机选择一个节点池执行扩容。

    most-pods

    组合型策略,优先级排序为:most-pods > random。

    优先选择扩容后能调度最多Pods的节点池。如果存在多个节点池满足条件,则基于random策略进一步决策。

    此策略基于最多可调度Pods数量作为优选依据。

    假设集群中节点池1和节点池2启用了弹性伸缩,且均未达到扩容上限。当工作负载扩容副本数时,扩容策略如下:

    1. Pending Pods触发autoscaler决策扩容流程。
    2. autoscaler模拟调度阶段,评估节点池1和节点池2中扩容的节点均可调度部分Pending Pods。
    3. autoscaler决策优选节点池,评估节点池1扩容后可调度工作负载新增的20个Pods,而节点池2扩容仅可调度工作负载新增的10个Pods,因此优选节点池1执行本次扩容。

    least-waste

    组合型策略,优先级排序为:least-waste > random。

    评估本次扩容的节点池整体CPU或MEM资源分配率,优先选择具有最小浪费的CPU或者Mem资源的节点池。如果存在多个节点池满足条件,则基于random策略进一步决策。

    此策略将CPU或者内存资源最小浪费分数作为优选依据。

    其中最小浪费分数wastedScore定义公式如下:

    • wastedCPU = (待扩容节点的CPU总量 - 待调度Pods的CPU总量) / 待扩容节点的CPU总量
    • wastedMemory = (待扩容节点的MEM总量 - 待调度Pods的MEM总量) / 待扩容节点的MEM总量
    • wastedScore = wastedCPU + wastedMemory

    假设集群中节点池1和节点池2启用了弹性伸缩,且均未达到扩容上限。当工作负载扩容副本数时,扩容策略如下:

    1. Pending Pods触发autoscaler决策扩容流程。
    2. autoscaler模拟调度阶段,评估节点池1和节点池2中扩容的节点均可调度部分Pending Pods。
    3. autoscaler决策优选节点池,评估节点池1扩容后最小浪费分数小于节点池2,因此优选节点池1执行本次扩容。

    priority

    组合策略,优先级排序为:priority > least-waste > random。

    基于节点池/伸缩组优先级配置增强的least-waste策略。如果存在多个节点池满足条件,则基于least-waste策略进一步决策。

    priority可通过Console/API主动配置节点池/伸缩组优先级,least-waste则在通用场景下降低资源浪费比例。此策略通用性较好,当前作为默认优选策略

    假设集群中节点池1和节点池2启用了弹性伸缩,且均未达到扩容上限。当工作负载扩容副本数时,扩容策略如下:

    1. Pending Pods触发autoscaler决策扩容流程。
    2. autoscaler模拟调度阶段,评估节点池1和节点池2中扩容的节点均可调度部分Pending Pods。
    3. autoscaler决策优选节点池,评估节点池1优先级高于节点池2,因此优选节点池1执行本次扩容。

    priority-ratio

    组合策略,优先级排序为:priority > priority-ratio > least-waste > random。

    基于priority策略的资源碎片重调度场景化配套策略,即在同优先级场景下,优先选择扩容后可使节点可分配资源的CPU/内存比,更接近于所有已调度Pods的申请的CPU/内存比。

    此策略基于集群中全局Pods/Nodes全局资源而非仅扩容节点部分,主要配套重调度等相关能力降低集群整体资源碎片率,无相关配套独立使用场景不建议使用。

    假设集群中节点池1和节点池2启用了弹性伸缩,且均未达到扩容上限。当工作负载扩容副本数时,扩容策略如下:

    1. Pending Pods触发autoscaler决策扩容流程。
    2. autoscaler模拟调度阶段,评估节点池1和节点池2中扩容的节点均可调度部分Pending Pods。
    3. autoscaler决策优选节点池,评估Pod的CPU/内存比为1:4,节点池1中的节点规格为2U8G(CPU/内存比为1:4),节点池2中的节点规格为2U4G(CPU/内存比为1:2)。因此优选节点池1执行本次扩容。

我们使用cookie来确保您的高速浏览体验。继续浏览本站,即表示您同意我们使用cookie。 详情

文档反馈

文档反馈

意见反馈

0/500

标记内容

同时提交标记内容