自动扩缩集群 DNS 服务
本页展示了如何在你的 Kubernetes 集群中启用和配置 DNS 服务的自动扩缩功能。
准备开始
你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，且必须配置 kubectl 命令行工具让其与你的集群通信。 建议运行本教程的集群至少有两个节点，且这两个节点不能作为控制平面主机。 如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一个你自己的集群，或者你可以使用下面的 Kubernetes 练习环境之一：
要获知版本信息，请输入kubectl version.
本指南假设你的节点使用 AMD64 或 Intel 64 CPU 架构
确保 Kubernetes DNS 已启用。
确定是否 DNS 水平自动扩缩特性已经启用
在 kube-system 命名空间中列出集群中的 Deployment：
kubectl get deployment --namespace=kube-system
输出类似如下这样：
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
...
kube-dns-autoscaler 1/1 1 1 ...
...
如果在输出中看到 “kube-dns-autoscaler”，说明 DNS 水平自动扩缩已经启用， 可以跳到调优 DNS 自动扩缩参数。
获取 DNS Deployment 的名称
列出集群内 kube-system 命名空间中的 DNS Deployment：
kubectl get deployment -l k8s-app=kube-dns --namespace=kube-system
输出类似如下这样：
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
...
coredns 2/2 2 2 ...
...
如果看不到 DNS 服务的 Deployment，你也可以通过名字来查找：
kubectl get deployment --namespace=kube-system
并在输出中寻找名称为 coredns 或 kube-dns 的 Deployment。
你的扩缩目标为：
Deployment/<your-deployment-name>
其中 <your-deployment-name> 是 DNS Deployment 的名称。
例如，如果你的 DNS Deployment 名称是 coredns，则你的扩展目标是 Deployment/coredns。
说明：
CoreDNS 是 Kubernetes 的默认 DNS 服务。CoreDNS 设置标签 k8s-app=kube-dns，
以便能够在原来使用 kube-dns 的集群中工作。
启用 DNS 水平自动扩缩
在本节，我们创建一个新的 Deployment。Deployment 中的 Pod 运行一个基于
cluster-proportional-autoscaler-amd64 镜像的容器。
创建文件 dns-horizontal-autoscaler.yaml，内容如下所示：
kind: ServiceAccount
apiVersion: v1
metadata:
name: kube-dns-autoscaler
namespace: kube-system
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: system:kube-dns-autoscaler
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["nodes"]
verbs: ["list", "watch"]
- apiGroups: [""]
resources: ["replicationcontrollers/scale"]
verbs: ["get", "update"]
- apiGroups: ["apps"]
resources: ["deployments/scale", "replicasets/scale"]
verbs: ["get", "update"]
# 待以下 issue 修复后，请删除 Configmaps
# kubernetes-incubator/cluster-proportional-autoscaler#16
- apiGroups: [""]
resources: ["configmaps"]
verbs: ["get", "create"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: system:kube-dns-autoscaler
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: kube-dns-autoscaler
namespace: kube-system
roleRef:
kind: ClusterRole
name: system:kube-dns-autoscaler
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: kube-dns-autoscaler
namespace: kube-system
labels:
k8s-app: kube-dns-autoscaler
kubernetes.io/cluster-service: "true"
spec:
selector:
matchLabels:
k8s-app: kube-dns-autoscaler
template:
metadata:
labels:
k8s-app: kube-dns-autoscaler
spec:
priorityClassName: system-cluster-critical
securityContext:
seccompProfile:
type: RuntimeDefault
supplementalGroups: [ 65534 ]
fsGroup: 65534
nodeSelector:
kubernetes.io/os: linux
containers:
- name: autoscaler
image: registry.k8s.io/cpa/cluster-proportional-autoscaler:1.8.4
resources:
requests:
cpu: "20m"
memory: "10Mi"
command:
- /cluster-proportional-autoscaler
- --namespace=kube-system
- --configmap=kube-dns-autoscaler
# 应该保持目标与 cluster/addons/dns/kube-dns.yaml.base 同步。
- --target=<SCALE_TARGET>
# 当集群使用大节点（有更多核）时，“coresPerReplica”应该占主导地位。
# 如果使用小节点，“nodesPerReplica“ 应该占主导地位。
- --default-params={"linear":{"coresPerReplica":256,"nodesPerReplica":16,"preventSinglePointFailure":true,"includeUnschedulableNodes":true}}
- --logtostderr=true
- --v=2
tolerations:
- key: "CriticalAddonsOnly"
operator: "Exists"
serviceAccountName: kube-dns-autoscaler
在此文件中，将 <SCALE_TARGET> 替换成扩缩目标。
进入到包含配置文件的目录中，输入如下命令创建 Deployment：
kubectl apply -f dns-horizontal-autoscaler.yaml
命令成功执行后的输出为：
deployment.apps/kube-dns-autoscaler created
DNS 水平自动扩缩现在已经启用了。
调优 DNS 自动扩缩参数
验证 kube-dns-autoscaler ConfigMap 是否存在：
kubectl get configmap --namespace=kube-system
输出类似于：
NAME DATA AGE
...
kube-dns-autoscaler 1 ...
...
修改此 ConfigMap 中的数据：
kubectl edit configmap kube-dns-autoscaler --namespace=kube-system
找到如下这行内容：
linear: '{"coresPerReplica":256,"min":1,"nodesPerReplica":16}'
根据需要修改对应的字段。“min” 字段表明 DNS 后端的最小数量。 实际后端的数量通过使用如下公式来计算：
replicas = max( ceil( cores × 1/coresPerReplica ) , ceil( nodes × 1/nodesPerReplica ) )
注意 coresPerReplica 和 nodesPerReplica 的值都是浮点数。
背后的思想是，当一个集群使用具有很多核心的节点时，由 coresPerReplica 来控制。
当一个集群使用具有较少核心的节点时，由 nodesPerReplica 来控制。
其它的扩缩模式也是支持的，详情查看 cluster-proportional-autoscaler。
禁用 DNS 水平自动扩缩
有几个可供调优的 DNS 水平自动扩缩选项。具体使用哪个选项因环境而异。
选项 1：kube-dns-autoscaler Deployment 缩容至 0 个副本
此选项适用于所有场景。运行如下命令：
kubectl scale deployment --replicas=0 kube-dns-autoscaler --namespace=kube-system
输出如下所示：
deployment.apps/kube-dns-autoscaler scaled
验证当前副本数为 0：
kubectl get rs --namespace=kube-system
输出内容中，在 DESIRED 和 CURRENT 列显示为 0：
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
...
kube-dns-autoscaler-6b59789fc8 0 0 0 ...
...
选项 2：删除 kube-dns-autoscaler Deployment
如果 kube-dns-autoscaler 为你所控制，也就说没有人会去重新创建它，可以选择此选项：
kubectl delete deployment kube-dns-autoscaler --namespace=kube-system
输出内容如下所示：
deployment.apps "kube-dns-autoscaler" deleted
选项 3：从主控节点删除 kube-dns-autoscaler 清单文件
如果 kube-dns-autoscaler 在插件管理器 的控制之下，并且具有操作主控节点的写权限，可以使用此选项。
登录到主控节点，删除对应的清单文件。 kube-dns-autoscaler 对应的路径一般为：
/etc/kubernetes/addons/dns-horizontal-autoscaler/dns-horizontal-autoscaler.yaml
当清单文件被删除后，插件管理器将删除 kube-dns-autoscaler Deployment。
理解 DNS 水平自动扩缩工作原理
cluster-proportional-autoscaler 应用独立于 DNS 服务部署。
autoscaler Pod 运行一个客户端，它通过轮询 Kubernetes API 服务器获取集群中节点和核心的数量。
系统会基于当前可调度的节点个数、核心数以及所给的扩缩参数，计算期望的副本数并应用到 DNS 后端。
扩缩参数和数据点会基于一个 ConfigMap 来提供给 autoscaler，它会在每次轮询时刷新它的参数表， 以与最近期望的扩缩参数保持一致。
扩缩参数是可以被修改的，而且不需要重建或重启 autoscaler Pod。
autoscaler 提供了一个控制器接口来支持两种控制模式：linear 和 ladder。