Kubernetes 1.27：HorizontalPodAutoscaler ContainerResource 型別指標進入 Beta 階段

Kubernetes 1.20 在 HorizontalPodAutoscaler (HPA) 中引入了ContainerResource 型別的度量。

在 Kubernetes 1.27 中，此功能進入 Beta 階段，並且相應的功能門控（HPAContainerMetrics）預設啟用。

什麼是 ContainerResource 型別度量

ContainerResource 型別的度量允許我們根據單個容器的資源使用情況來配置自動擴縮。

在下面的示例中，HPA 控制器會擴縮目標，使所有 Pod 中 application 容器的平均 CPU 利用率維持在 60% 左右。（有關如何精確計算所需副本數的詳細資訊，請參閱演算法細節）

type: ContainerResource
containerResource:
  name: cpu
  container: application
  target:
    type: Utilization
    averageUtilization: 60

與 Resource 型別度量的區別

HPA 已經有Resource 型別的度量。

你可以像下面這樣定義目標資源利用率，然後 HPA 將根據當前的利用率來擴縮副本。

type: Resource
resource:
  name: cpu
  target:
    type: Utilization
    averageUtilization: 60

但是，這種 Resource 型別的度量指的是 Pod 的平均利用率。

如果一個 Pod 有多個容器，利用率的計算方式將是

sum{the resource usage of each container} / sum{the resource request of each container}

每個容器的資源利用率可能沒有直接關聯，或者隨著負載的變化以不同的速率增長。

例如

• 一個 Sidecar 容器僅提供輔助服務，例如日誌傳送。如果應用程式不經常記錄日誌或不在其熱點路徑中產生日誌，那麼日誌傳送器的使用量就不會增長。
• 一個提供身份驗證的 Sidecar 容器。由於大量快取，當主容器上的負載增加時，其使用量只會略有增加。在當前的混合使用率計算方法中，這通常會導致 HPA 不擴容部署，因為混合使用率仍然很低。
• 注入的 Sidecar 可能沒有設定資源，這會阻止基於利用率的擴縮。在當前的邏輯中，如果未設定資源請求，HPA 控制器只能根據 Pod 的絕對資源使用量進行擴縮。

並且，在這種情況下，如果只有一個容器的資源利用率很高，Resource 型別的度量可能不會建議擴容。

因此，為了實現精確的自動擴縮，你可能希望對此類 Pod 使用 ContainerResource 型別的度量。

Beta 版本有哪些新內容？

對於 Kubernetes v1.27，如本文開頭所述，ContainerResource 型別的度量預設可用。（你仍然可以透過 HPAContainerMetrics 功能門控停用它。）

此外，我們透過從 kube-controller-manager 暴露一些度量來改進 HPA 控制器的可觀測性

• metric_computation_total：度量計算次數。
• metric_computation_duration_seconds：HPA 控制器計算一個度量所需的時間。
• reconciliations_total：HPA 控制器的協調次數。
• reconciliation_duration_seconds：HPA 控制器協調一次 HPA 物件所需的時間。

這些度量具有標籤 action（scale_up、scale_down、none）和 error（spec、internal、none）。此外，前兩個度量還有一個 metric_type 標籤，對應於 HorizontalPodAutoscaler 的 .spec.metrics[*].type。

所有度量對於 HPA 控制器的一般監控都很有用，你可以更深入地瞭解哪個部分有問題，哪裡耗時，你的叢集在什麼時間傾向於發生多大規模的擴縮等。

另一個小改動是，我們更改了 SuccessfulRescale 事件的訊息，以便每個人都可以檢查事件是來自資源度量還是容器資源度量（參見相關的 PR）。

參與進來

此功能由 SIG Autoscaling 管理。請加入我們並分享你的反饋。我們期待你的迴音！

我如何瞭解更多資訊？

• ContainerResource 型別度量的官方文件
• KEP-1610: 基於容器資源的自動擴縮

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