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 corednskube-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。

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 coresPerReplicanodesPerReplica 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:linearladder

接下来

最后修改 June 20, 2024 at 12:44 PM PST: Sync changest from andygol/k8s-website (36d05bc8a1)