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容器服务 Kubernetes 版 ACK:安装Elastic Workload

更新时间:Nov 28, 2023

弹性负载会监听原始负载,并根据弹性单元设定的调度策略,克隆并生成弹性单元的负载。根据弹性负载中副本的变化,动态的分配原始负载和弹性单元上面的副本数目。本文介绍如何安装以及使用Elastic Workload(弹性负载)。

前提条件

  • 您已经成功创建一个Kubernetes集群,请参见创建Kubernetes托管版集群

  • 如果创建的是ACK集群,您还需要部署ack-virtual-node(请使用v2.0.0.102-045a06eb4-aliyun及以上版本),请参见ACK使用ECI

使用限制

Elastic Workload不支持OpenKruise的Workload,建议您使用UnitedDeployment。

部署ack-kubernetes-elastic-workload

  1. 登录容器服务管理控制台

  2. 在控制台左侧导航栏,选择市场 > 应用市场

  3. 应用市场页面单击应用目录页签,选中ack-kubernetes-elastic-workload应用。

  4. ack-kubernetes-elastic-workload页面,单击一键部署

  5. 创建面板中,选择集群和命名空间,然后单击下一步

  6. 参数配置页面,设置相应参数,然后单击确定

    部署完成后,在集群管理页左侧导航栏中,选择应用 > Helm,可以找到ack-kubernetes-elastic-workload的应用。

使用elastic-workload

在Kubernetes中,任何一种负载都要解决两个问题,一个是调度问题,一个是生命周期管理问题。要实现上面描述的场景,我们核心要解决以下两个问题:

  • 当副本数目到达某个数值后,如何控制调度策略的变化。

  • 在生命周期管理时,如何优先处理某些Pod。

针对上面的问题介绍弹性负载的使用方式与解决方法。

使用模板创建一个简单的Deployment类型应用。

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.8.0 use apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment-basic
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
    #  nodeSelector:
    #    env: test-team
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          limits:
            cpu: "500m"

使用弹性负载表达Deployment类型应用。

  # 弹性负载定义。
apiVersion: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
kind: ElasticWorkload
metadata:
  name: elasticworkload-sample
spec:
  sourceTarget:
    name: nginx-deployment-basic
    kind: Deployment
    apiVersion: apps/v1
    min: 2
    max: 4
 replicas: 6
 elasticUnit:
 - name: virtual-kubelet
   labels:
     alibabacloud.com/eci: "true"
  # min: 0 每个单元也可以指定自己的上下限。
  # max: 10

以上就是这个场景的弹性负载定义,弹性负载的使用方式与HPA类似,通过外部挂载的方式使用,对原有的业务无侵入。

一个典型的弹性负载主要分为两个部分:

  1. SourceTarget部分主要定义原始负载的类型、副本数目可变化的范围。

  2. elasticUnit部分是一个数组,定义弹性单元的调度策略,如果有多个弹性单元,则按照模板的顺序定义。

在上面的例子中,SourceTarget的副本上下限位2~4,表示当ElasticWorkload的replicas为2~4个副本时,会分配到sourceTarget,当超过4个副本时,会分配到弹性单元virtual-kubelet,而在弹性单元virtual-kubelet中可以定义这个单元所独有的调度策略,包含label、annotation、nodeSelector、affinity、toleration等。调度

弹性负载会监听原始负载,并根据弹性单元设定的调度策略,克隆并生成弹性单元的负载。根据弹性负载中副本的变化,动态的分配原始负载和弹性单元上面的副本数目。

执行弹性负载模板后,您可以通过命令行查看当前的状态,其中status中的每个单元的Desired Replicas表示弹性负载的分配副本数目。

执行以下命令查看弹性负载状态。

kubectl describe ew elasticworkload-sample   # same as kubectl get elasticworkload

预期输出:

Name:     elasticworkload-sample
Namespace:  default
Labels:    <none>
Annotations: <none>
API Version: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
Kind:     ElasticWorkload
Metadata:
 Creation Timestamp: 2021-04-30T06:58:03Z
 Generation:     2
 Resource Version: 1126368056
 Self Link:     /apis/autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1/namespaces/default/elasticworkloads/elasticworkload-sample
 UID:        a465de9e-1253-4cbe-8cd5-98393393e990
Spec:
 Elastic Unit:
  Labels:
   alibabacloud.com/eci: true
  Name:          virtual-kubelet
 Replicas:         6
 Source Target:
  API Version: apps/v1
  Kind:     Deployment
  Max:     4
  Min:     2
  Name:     nginx-deployment-basic
Status:
 Elastic Units Status:
  Desired Replicas: 2
  Name:       nginx-deployment-basic-unit-virtual-kubelet
  Update Timestamp: 2021-04-30T06:58:03Z
 Replicas:      6
 Selector:      app=nginx
 Source Target:
  API Version:    apps/v1
  Desired Replicas: 4
  Kind:       Deployment
  Name:       nginx-deployment-basic
  Update Timestamp: 2021-04-30T06:58:03Z
Events:
 Type  Reason         Age         From       Message
 ----  ------         ----         ----       -------
 Normal UnitCreation      110s         ElasticWorkload ElasticWorkloadUnit nginx-deployment-basic-unit-virtual-kubelet created
 Normal ElasticWorkloadUpdate 110s (x2 over 110s) ElasticWorkload ElasticWorkload update
 Normal UnitUpdate       110s         ElasticWorkload ElasticWorkloadUnit virtual-kubelet has been updated

当下发弹性负载的模板后,可以查看Pod的情况。可以发现弹性负载克隆出了新的Deployment与Pod,并且Deployment的Pod副本数目是根据上述的规则进行动态分配的。

执行以下命令查看Pod详情。

kubectl get pod -o wide

预期输出:

NAME                              READY  STATUS  RESTARTS  AGE  IP       NODE              NOMINATED NODE  READINESS GATES
nginx-deployment-basic-769f84b5cf-hdmlw            1/1   Running  0     46m  172.26.240.69  cn-hangzhou.10.1.84.111     <none>      <none>
nginx-deployment-basic-769f84b5cf-lmd99            1/1   Running  0     46m  172.26.240.6  cn-hangzhou.10.1.84.112     <none>      <none>
nginx-deployment-basic-769f84b5cf-nbp5c            1/1   Running  0     30m  172.26.240.75  cn-hangzhou.10.1.84.111     <none>      <none>
nginx-deployment-basic-769f84b5cf-scj68            1/1   Running  0     30m  172.26.240.11  cn-hangzhou.10.1.84.112     <none>      <none>
nginx-deployment-basic-unit-virtual-kubelet-594f86b5c9-8z876  1/1   Running  0     10m  10.1.84.119   virtual-kubelet-cn-hangzhou-i  <none>      <none>
nginx-deployment-basic-unit-virtual-kubelet-594f86b5c9-drxvq  1/1   Running  0     10m  10.1.84.118   virtual-kubelet-cn-hangzhou-i  <none>      <none>

此外,弹性负载也支持与HPA配合使用,可以将HPA作用在弹性负载上,如上图,弹性负载会根据HPA的状态动态调整每个单元的副本分布,例如如果当前是从6个副本缩容到4个副本,那么会优先将弹性单元的副本进行缩容。

apiVersion: autoscaling/v2beta2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: elastic-workload-demo
  namespace: default
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
    kind: ElasticWorkload
    name: elasticworkload-sample
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50
说明

弹性负载一方面通过克隆和覆写调度策略的方式生成多个Deployment,实现了调度策略的管理,另一方面通过上层的副本计算,调整原始负载和弹性单元的副本分配,实现了针对一部分Pod的优先处理。