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Usar o PowerShell para dimensionamento automático de cluster no AKS habilitado pelo Azure Arc

  • Artigo

Aplica-se a: AKS no Azure Stack HCI 22H2, AKS no Windows Server

Você pode usar o PowerShell para habilitar o autoscaler e gerenciar o dimensionamento automático de pools de nós em seus clusters de destino no AKS habilitado pelo Arc. Você também pode usar o PowerShell para configurar e gerenciar o dimensionamento automático do cluster.

Criar um novo objeto AksHciAutoScalerConfig

Para criar um novo objeto AksHciAutoScalerConfig para passar para o New-AksHciCluster comando or Set-AksHciCluster , use este comando:

New-AksHciAutoScalerProfile -Name asp1 -AutoScalerProfileConfig @{ "min-node-count"=2; "max-node-count"=7; 'scale-down-unneeded-time'='1m'}

Você pode fornecer o objeto autoscalerconfig ao criar seu cluster. O objeto contém os parâmetros para o seu autoscaler. Para obter informações sobre parâmetros, consulte Como usar os perfis do autoscaler.

Alterar um objeto de perfil AksHciAutoScalerConfig existente

Quando você atualiza um objeto de perfil AksHciAutoScalerConfig existente, os clusters que usam esse objeto são atualizados para usar os novos parâmetros:

Set-AksHciAutoScalerProfile -name myProfile -autoScalerProfileConfig @{ "max-node-count"=5; "min-node-count"=2 }

Você pode atualizar o objeto autoscalerconfig , que contém os parâmetros para seu autoscaler. Para obter informações sobre parâmetros, consulte Como usar os perfis do autoscaler.

Habilitar o dimensionamento automático para novos clusters

Para habilitar o dimensionamento automático automaticamente em todos os pools de nós recém-criados, use os seguintes parâmetros com o New-AksHciCluster comando:

New-AksHciCluster -name mycluster -enableAutoScaler -autoScalerProfileName myAutoScalerProfile

Habilitar o dimensionamento automático em um cluster existente

Para habilitar o dimensionamento automático automaticamente em cada pool de nós recém-criado em um cluster existente, use o enableAutoScaler parâmetro com o Set-AksHciCluster comando:

Set-AksHciCluster -Name <string> [-enableAutoScaler <boolean>] [-autoScalerProfileName <String>]

Habilitar o dimensionamento automático em um pool de nós existente

Para habilitar o dimensionamento automático em um pool de nós existente, use o autoScaler parâmetro com o Set-AksHciNodePool comando:

Set-AksHciNodePool -clusterName <Your-Cluster-Name> -name <Your-NodePool-Name> -autoScaler $true

Desativar o dimensionamento automático

Para desabilitar o dimensionamento automático em todos os pools de nós existentes e recém-criados em um cluster existente, defina enableAutoScaler como false usando o Set-AksHciCluster comando:

Set-AksHciCluster -Name <string> -enableAutoScaler $false

Utilização eficaz do autoscaler horizontal

Agora que o cluster e o pool de nós estão configurados para dimensionar automaticamente, você pode configurar uma carga de trabalho para também ser dimensionada de forma a usar os recursos do autoscaler horizontal.

Dois métodos estão disponíveis para dimensionamento de carga de trabalho:

  • Kubernetes Horizontal Pod Autoscaler: Com base nas características de carga, o Horizontal Pod Autoscaler (também conhecido como autoscaler horizontal) dimensiona os pods de uma implantação de aplicativo para nós disponíveis no cluster Kubernetes. Se não houver mais nós disponíveis para serem agendados, o autoscaler horizontal instanciará um novo nó para o qual agendar os pods. Se a carga do aplicativo diminuir, os nós serão reduzidos novamente.
  • Regras de antiafinidade do nó do Kubernetes: as regras de antiafinidade para uma implantação do Kubernetes podem especificar que um conjunto de pods não pode ser dimensionado no mesmo nó e que um nó diferente é necessário para dimensionar a carga de trabalho. Em combinação com as características de carga ou o número de pods de destino para as instâncias do aplicativo, o autoscaler horizontal instancia novos nós no pool de nós para satisfazer as solicitações. Se a demanda de aplicativos diminuir, o autoscaler horizontal reduzirá o pool de nós novamente.

Esta secção contém alguns exemplos.

Dimensionador Automático de Pods Horizontal

Pré-requisitos:

  • O AKS ativado pelo Arc está instalado.
  • O cluster de destino está instalado e conectado ao Azure.
  • Um pool de nós Linux é implantado, com pelo menos um nó de trabalho Linux ativo.
  • O autoscaler de nó horizontal está habilitado no cluster de destino e no pool de nós do Linux, conforme descrito anteriormente.

Usamos o exemplo Kubernetes Horizontal Pod Autoscaler Passo a passo para mostrar como o Horizontal Pod Autoscaler funciona.

Para que o Horizontal Pod Autoscaler funcione, você deve implantar o componente Metrics Server no cluster de destino.

Para implantar o servidor de métricas em um cluster de destino chamado mycluster, execute os seguintes comandos:

Get-AksHciCredential -name mycluster
kubectl apply -f https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml

Depois que o Kubernetes Metrics Server for implantado, você poderá implantar um aplicativo no pool de nós, que será usado para dimensionar. Usamos um aplicativo de teste do site da comunidade Kubernetes para este exemplo:

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/php-apache.yaml
deployment.apps/php-apache created
service/php-apache created

Este comando cria uma implementação de um aplicativo PHP baseado em servidor web Apache que retornará uma mensagem "OK" para um cliente chamador.

Em seguida, configure o Horizontal Pod Autoscaler para agendar um novo pod quando o uso da CPU do pod atual atingir 50% e dimensione de 1 a 50 pods:

kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
horizontalpodautoscaler.autoscaling/php-apache autoscaled

Você pode verificar o status atual do recém-criado Horizontal Pod Autoscaler executando o seguinte comando:

kubectl get hpa

NAME         REFERENCE                     TARGET    MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
php-apache   Deployment/php-apache/scale   0% / 50%  1         10        1          18s

Finalmente, aumente a carga no servidor Web para vê-lo dimensionar. Abra uma nova janela do PowerShell e execute o seguinte comando:

kubectl run -i --tty load-generator --rm --image=busybox:1.28 --restart=Never -- /bin/sh -c "while sleep 0.01; do wget -q -O- http://php-apache; done"

Se você voltar para a janela anterior do PowerShell e executar o seguinte comando, deverá ver o número de pods mudar em um curto período:

kubectl get hpa php-apache --watch

NAME         REFERENCE                     TARGET      MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
php-apache   Deployment/php-apache/scale   305% / 50%  1         10        1          3m

Neste exemplo, o número de pods muda de 1 para 7, conforme mostrado aqui:

NAME         REFERENCE                     TARGET      MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
php-apache   Deployment/php-apache/scale   305% / 50%  1         10        7          3m

Se isso não for suficiente para acionar o autoscaler do nó porque todos os pods cabem em um nó, abra mais janelas do PowerShell e execute mais comandos do gerador de carga. Certifique-se de alterar o nome do pod que você está criando cada vez que executar o comando. Por exemplo, use load-generator-2 em vez de load-generator, como mostrado no comando a seguir.

kubectl run -i --tty load-generator-2 --rm --image=busybox:1.28 --restart=Never -- /bin/sh -c "while sleep 0.01; do wget -q -O- http://php-apache; done"

Em seguida, verifique o número de nós instanciados com o seguinte comando:

kubectl get nodes

NAME              STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
moc-laondkmydzp   Ready    control-plane,master   3d4h   v1.22.4
moc-lorl6k76q01   Ready    <none>                 3d4h   v1.22.4
moc-lorl4323d02   Ready    <none>                   9m   v1.22.4
moc-lorl43bc3c3   Ready    <none>                   2m   v1.22.4

Para observar uma redução de escala, pressione CTRL-C para encerrar os pods do gerador de carga e fechar as janelas do PowerShell associadas a eles. Depois de cerca de 30 minutos, você deve ver o número de cápsulas diminuir. Cerca de 30 minutos depois, os nós são desprovisionados.

Para obter mais informações sobre o Kubernetes Horizontal Pod Autosscaler, consulte Horizontal Pod Autoscaling.

Regras de afinidade de nó

Você pode usar regras de afinidade de nó para permitir que o agendador do Kubernetes execute pods somente em um conjunto específico de nós em um cluster ou pool de nós com base em determinadas características do nó. Para mostrar a função do Autoscaler de nó horizontal, você pode usar as mesmas regras para garantir que apenas uma instância de um determinado pod seja executada em cada nó.

Pré-requisitos:

  • O AKS Arc está instalado.
  • O cluster de destino está instalado e conectado ao Azure.
  • Um pool de nós Linux é implantado, com pelo menos um nó Linux Worker ativo.
  • O Autoscaler de nó horizontal está habilitado no cluster de destino e no pool de nós Linux, conforme descrito anteriormente.

Crie um arquivo YAML com o seguinte conteúdo e salve-o como node-anti-affinity.yaml em uma pasta local.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: redis-cache
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: store
  replicas: 4
  template:
    metadata:
      labels:
        app: store
    spec:
      nodeSelector:
        kubernetes.io/os: linux
      affinity:
        podAntiAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - store
            topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
      containers:
      - name: redis-server
        image: redis:3.2-alpine

Abra uma janela do PowerShell e carregue as credenciais para o cluster de destino. Neste exemplo, o cluster é chamado mycluster:

Get-AksHciCredential -name mycluster

Agora, aplique o arquivo YAML ao cluster de destino:

kubectl apply -f node-anti-affinity.yaml

Após alguns minutos, você pode usar o seguinte comando para verificar se os novos nós ficaram online:

kubectl get nodes

NAME              STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
moc-laondkmydzp   Ready    control-plane,master   3d4h   v1.22.4
moc-lorl6k76q01   Ready    <none>                 3d4h   v1.22.4
moc-lorl4323d02   Ready    <none>                   9m   v1.22.4
moc-lorl43bc3c3   Ready    <none>                   9m   v1.22.4
moc-lorl44ef56c   Ready    <none>                   9m   v1.22.4

Para remover o nó, exclua a implantação do servidor redis com este comando:

kubectl delete -f node-anti-affinity.yaml

Para obter mais informações sobre as regras de afinidade de pod do Kubernetes, consulte Atribuindo pods a nós.

Solucionar problemas de dimensionamento automático horizontal

Quando o Horizontal Pod Autoscaler está habilitado para um cluster de destino, uma nova implantação do Kubernetes chamada <cluster_name>-cluster-autoscaler é criada no cluster de gerenciamento. Essa implantação monitora o cluster de destino para garantir que haja nós de trabalho suficientes para agendar pods.

Aqui estão algumas maneiras diferentes de depurar problemas relacionados ao autoscaler:

  • Os pods de autodimensionamento de cluster em execução no cluster de gerenciamento coletam informações úteis sobre como ele toma decisões de dimensionamento, o número de nós que ele precisa abrir ou remover e quaisquer erros gerais que ele possa enfrentar. O autoscaler salva essas informações em logs. Execute o seguinte comando para acessar os logs:

    kubectl --kubeconfig $(Get-AksHciConfig).Kva.kubeconfig logs -l app=<cluster_name>-cluster-autoscaler

  • Os logs do operador de nuvem registram eventos do Kubernetes no cluster de gerenciamento, o que pode ser útil para entender quando o autoscaler foi habilitado ou desativado para um cluster e um pool de nós. Eles podem ser visualizados executando o seguinte comando:

    kubectl --kubeconfig $(Get-AksHciConfig).Kva.kubeconfig get events

  • A implantação do autoscaler de cluster cria um configmap no cluster de destino que ele gerencia. Isso configmap contém informações sobre o status do autoscaler em todo o cluster e por pool de nós. Execute o seguinte comando no cluster de destino para exibir o status:

    Nota

    Certifique-se de ter executado Get-AksHciCredentials -Name <clustername> para recuperar as kubeconfig informações para acessar o cluster de destino em questão.

    kubectl --kubeconfig ~\.kube\config get configmap cluster-autoscaler-status -o yaml

  • O autoscaler de cluster registra eventos no status configmap do autoscaler de cluster quando dimensiona o pool de nós de um cluster. Você pode exibir esses logs executando este comando no cluster de destino:

    kubectl --kubeconfig ~\.kube\config describe configmap cluster-autoscaler-status

  • O autoscaler do cluster emite eventos em pods no cluster de destino quando toma uma decisão de dimensionamento se o pod não puder ser agendado. Execute este comando para visualizar os eventos em um pod:

    kubectl --kubeconfig ~\.kube\config describe pod <pod_name>

Referência do PowerShell

Consulte as seguintes páginas de referência para os cmdlets do PowerShell que oferecem suporte ao dimensionamento automático de cluster:

Próximos passos