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服務(wù)網(wǎng)格ASM為ACK集群內(nèi)的服務(wù)通信提供了一種非侵入式的生成遙測(cè)數(shù)據(jù)的能力。這種遙測(cè)功能提供了服務(wù)行為的可觀測(cè)性，可以幫助運(yùn)維人員對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行故障排除、維護(hù)和優(yōu)化，而不會(huì)帶來(lái)任何額外負(fù)擔(dān)。根據(jù)監(jiān)控的四個(gè)黃金指標(biāo)維度（延遲、流量、錯(cuò)誤和飽和度），服務(wù)網(wǎng)格ASM為管理的服務(wù)生成一系列指標(biāo)。本文介紹如何使用ASM指標(biāo)實(shí)現(xiàn)工作負(fù)載的自動(dòng)彈性伸縮。

前提條件

已創(chuàng)建ACK集群。更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)創(chuàng)建Kubernetes托管版集群。
已創(chuàng)建ASM實(shí)例。更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)創(chuàng)建ASM實(shí)例。
已在ACK集群中創(chuàng)建Prometheus實(shí)例和Grafana示例。更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)開(kāi)源Prometheus監(jiān)控。
已集成Prometheus實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格監(jiān)控。更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)集成自建Prometheus實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格監(jiān)控。

背景信息

服務(wù)網(wǎng)格ASM為管理的服務(wù)生成一系列指標(biāo)。更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)Istio標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。

自動(dòng)伸縮是一種根據(jù)資源使用情況進(jìn)行自動(dòng)擴(kuò)縮工作負(fù)載的方法。Kubernetes中的自動(dòng)伸縮具有以下兩個(gè)維度：

集群自動(dòng)伸縮器CA（Cluster Autoscaler）：用于處理節(jié)點(diǎn)伸縮操作，可以增加或減少節(jié)點(diǎn)。
水平自動(dòng)伸縮器HPA（Horizontal Pod Autoscaler）：用于自動(dòng)伸縮應(yīng)用部署中的Pod，可以調(diào)節(jié)Pod的數(shù)量。

Kubernetes提供的聚合層允許第三方應(yīng)用程序?qū)⒆陨碜?cè)為API Addon組件來(lái)擴(kuò)展Kubernetes API。這樣的Addon組件可以實(shí)現(xiàn)Custom Metrics API，并允許HPA訪問(wèn)任意指標(biāo)。HPA會(huì)定期通過(guò)Resource Metrics API查詢(xún)核心指標(biāo)（例如CPU或內(nèi)存）以及通過(guò)Custom Metrics API獲取特定于應(yīng)用程序的指標(biāo)，包括ASM提供的可觀測(cè)性指標(biāo)。

步驟一：開(kāi)啟采集Prometheus監(jiān)控指標(biāo)

具體操作，請(qǐng)參見(jiàn)將監(jiān)控指標(biāo)采集到可觀測(cè)監(jiān)控Prometheus版。

步驟二：部署自定義指標(biāo)API Adapter

執(zhí)行以下命令，下載Adapter安裝包，然后在ACK集群中安裝部署自定義指標(biāo)API Adapter。
關(guān)于Adapter安裝包的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)kube-metrics-adapter。
```
## 如果使用Helm v3。
helm -n kube-system install asm-custom-metrics ./kube-metrics-adapter  --set prometheus.url=http://prometheus.istio-system.svc:9090
```

安裝完成后，通過(guò)以下方式確認(rèn)kube-metrics-adapter已啟用。

執(zhí)行以下命令，確認(rèn)autoscaling/v2beta已存在。
```
kubectl api-versions |grep "autoscaling/v2beta"
```
預(yù)期輸出：
```
autoscaling/v2beta
```

執(zhí)行以下命令，確認(rèn)kube-metrics-adapter Pod狀態(tài)。

kubectl get po -n kube-system |grep metrics-adapter

預(yù)期輸出：

asm-custom-metrics-kube-metrics-adapter-85c6d5d865-2****          1/1     Running   0          19s

執(zhí)行以下命令，列出Prometheus適配器提供的自定義外部指標(biāo)。

kubectl get --raw "/apis/external.metrics.k8s.io/v1beta1" | jq .

預(yù)期輸出：

{
  "kind": "APIResourceList",
  "apiVersion": "v1",
  "groupVersion": "external.metrics.k8s.io/v1beta1",
  "resources": []
}

步驟三：部署示例應(yīng)用

創(chuàng)建test命名空間。具體操作，請(qǐng)參見(jiàn)管理命名空間與配額。
啟用Sidecar自動(dòng)注入。具體操作，請(qǐng)參見(jiàn)啟用自動(dòng)注入。

部署示例應(yīng)用。

使用以下內(nèi)容，創(chuàng)建podinfo.yaml文件。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: podinfo
  namespace: test
  labels:
    app: podinfo
spec:
  minReadySeconds: 5
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  selector:
    matchLabels:
      app: podinfo
  template:
    metadata:
      annotations:
        prometheus.io/scrape: "true"
      labels:
        app: podinfo
    spec:
      containers:
      - name: podinfod
        image: stefanprodan/podinfo:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9898
          name: http
          protocol: TCP
        command:
        - ./podinfo
        - --port=9898
        - --level=info
        livenessProbe:
          exec:
            command:
            - podcli
            - check
            - http
            - localhost:9898/healthz
          initialDelaySeconds: 5
          timeoutSeconds: 5
        readinessProbe:
          exec:
            command:
            - podcli
            - check
            - http
            - localhost:9898/readyz
          initialDelaySeconds: 5
          timeoutSeconds: 5
        resources:
          limits:
            cpu: 2000m
            memory: 512Mi
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 64Mi
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: podinfo
  namespace: test
  labels:
    app: podinfo
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
    - name: http
      port: 9898
      targetPort: 9898
      protocol: TCP
  selector:
    app: podinfo

執(zhí)行以下命令，部署podinfo。
```
kubectl apply -n test -f podinfo.yaml
```

為了觸發(fā)自動(dòng)彈性伸縮，需要在命名空間test中部署負(fù)載測(cè)試服務(wù)，用于觸發(fā)請(qǐng)求。

使用以下內(nèi)容，創(chuàng)建loadtester.yaml文件。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: loadtester
  namespace: test
  labels:
    app: loadtester
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: loadtester
  template:
    metadata:
      labels:
        app: loadtester
      annotations:
        prometheus.io/scrape: "true"
    spec:
      containers:
        - name: loadtester
          image: weaveworks/flagger-loadtester:0.18.0
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - name: http
              containerPort: 8080
          command:
            - ./loadtester
            - -port=8080
            - -log-level=info
            - -timeout=1h
          livenessProbe:
            exec:
              command:
                - wget
                - --quiet
                - --tries=1
                - --timeout=4
                - --spider
                - http://localhost:8080/healthz
            timeoutSeconds: 5
          readinessProbe:
            exec:
              command:
                - wget
                - --quiet
                - --tries=1
                - --timeout=4
                - --spider
                - http://localhost:8080/healthz
            timeoutSeconds: 5
          resources:
            limits:
              memory: "512Mi"
              cpu: "1000m"
            requests:
              memory: "32Mi"
              cpu: "10m"
          securityContext:
            readOnlyRootFilesystem: true
            runAsUser: 10001
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: loadtester
  namespace: test
  labels:
    app: loadtester
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: loadtester
  ports:
    - name: http
      port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: http

執(zhí)行以下命令，部署負(fù)載測(cè)試服務(wù)。
```
kubectl apply -n test -f loadtester.yaml
```

驗(yàn)證部署示例應(yīng)用和負(fù)載測(cè)試服務(wù)是否成功。

執(zhí)行以下命令，確認(rèn)Pod狀態(tài)。

kubectl get pod -n test

預(yù)期輸出：

NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
loadtester-64df4846b9-nxhvv   2/2     Running   0          2m8s
podinfo-6d845cc8fc-26xbq      2/2     Running   0          11m

執(zhí)行以下命令，進(jìn)入負(fù)載測(cè)試器容器，并使用hey命令生成負(fù)載。
```
export loadtester=$(kubectl -n test get pod -l "app=loadtester" -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')
kubectl -n test exec -it ${loadtester} -c loadtester -- hey -z 5s -c 10 -q 2 http://podinfo.test:9898
```
返回結(jié)果，生成負(fù)載成功，說(shuō)明示例應(yīng)用和負(fù)載測(cè)試服務(wù)部署成功。

步驟四：使用ASM指標(biāo)配置HPA

定義一個(gè)HPA，該HPA將根據(jù)每秒接收的請(qǐng)求數(shù)來(lái)擴(kuò)縮Podinfo的工作負(fù)載數(shù)量。當(dāng)平均請(qǐng)求流量負(fù)載超過(guò)10 req/sec時(shí)，將指示HPA擴(kuò)大部署。

使用以下內(nèi)容，創(chuàng)建hpa.yaml。

apiVersion: autoscaling/v2beta2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: podinfo
  namespace: test
  annotations:
    metric-config.external.prometheus-query.prometheus/processed-requests-per-second: |
      sum(
          rate(
              istio_requests_total{
                destination_workload="podinfo",
                destination_workload_namespace="test",
                reporter="destination"
              }[1m]
          )
      ) 
spec:
  maxReplicas: 10
  minReplicas: 1
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: podinfo
  metrics:
    - type: External
      external:
        metric:
          name: prometheus-query
          selector:
            matchLabels:
              query-name: processed-requests-per-second
        target:
          type: AverageValue
          averageValue: "10"

執(zhí)行以下命令，部署HPA。
```
kubectl apply -f hpa.yaml
```

執(zhí)行以下命令，驗(yàn)證HPA是否部署成功。

列出Prometheus適配器提供的自定義外部指標(biāo)。

kubectl get --raw "/apis/external.metrics.k8s.io/v1beta1" | jq .

預(yù)期輸出：

{
  "kind": "APIResourceList",
  "apiVersion": "v1",
  "groupVersion": "external.metrics.k8s.io/v1beta1",
  "resources": [
    {
      "name": "prometheus-query",
      "singularName": "",
      "namespaced": true,
      "kind": "ExternalMetricValueList",
      "verbs": [
        "get"
      ]
    }
  ]
}

返回結(jié)果中包含自定義的ASM指標(biāo)的資源列表，說(shuō)明HPA部署成功。

驗(yàn)證自動(dòng)彈性伸縮

執(zhí)行以下命令，進(jìn)入測(cè)試器容器，并使用hey命令生成工作負(fù)載請(qǐng)求。
```
kubectl -n test exec -it ${loadtester} -c loadtester -- sh
~ $ hey -z 5m -c 10 -q 5 http://podinfo.test:9898
```
執(zhí)行以下命令，查看自動(dòng)伸縮狀況。
說(shuō)明
默認(rèn)情況下，指標(biāo)每30秒執(zhí)行一次同步，并且只有在最近3分鐘~5分鐘內(nèi)容器沒(méi)有重新縮放時(shí)，才可以進(jìn)行放大或縮小。這樣，HPA可以防止沖突決策的快速執(zhí)行，并為集群自動(dòng)擴(kuò)展程序預(yù)留時(shí)間。
```
watch kubectl -n test get hpa/podinfo
```
預(yù)期輸出：
```
NAME      REFERENCE            TARGETS          MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
podinfo   Deployment/podinfo   8308m/10 (avg)   1         10        6          124m
```
一分鐘后，HPA將開(kāi)始擴(kuò)大工作負(fù)載，直到請(qǐng)求/秒降至目標(biāo)值以下。負(fù)載測(cè)試完成后，每秒的請(qǐng)求數(shù)將降為零，并且HPA將開(kāi)始縮減工作負(fù)載Pod數(shù)量，幾分鐘后上述命令返回結(jié)果中的REPLICAS副本數(shù)將恢復(fù)為一個(gè)。

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前提條件

背景信息

步驟一：開(kāi)啟采集Prometheus監(jiān)控指標(biāo)

步驟二：部署自定義指標(biāo)API Adapter

步驟三：部署示例應(yīng)用

步驟四：使用ASM指標(biāo)配置HPA

驗(yàn)證自動(dòng)彈性伸縮