Escalonamento com base no uso da CPU

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A forma mais simples de escalonamento automático é escalonar um grupo de instâncias gerenciadas (MIG, na sigla em inglês) com base na utilização da CPU das instâncias.

Também é possível fazer o escalonamento automático de um MIG com base na capacidade de disponibilização do balanceamento de carga, métricas do Monitoring ou programações.

Antes de começar

• Analise as limitações do escalonador automático.
• Leia sobre os fundamentos do escalonador automático.
• Configure a autenticação, caso ainda não tenha feito isso. A autenticação é o processo de verificação da sua identidade para acesso a serviços e APIs do Google Cloud. Para executar códigos ou amostras de um ambiente de desenvolvimento local, autentique-se no Compute Engine da seguinte maneira.
  

  Selecione a guia para como planeja usar as amostras nesta página:

  Console

  Quando você usa o console do Google Cloud para acessar os serviços e as APIs do Google Cloud, não é necessário configurar a autenticação.

  gcloud

  1. Instale a Google Cloud CLI e inicialize-a executando o seguinte comando:

     gcloud init

     Observação: se você instalou a CLI gcloud anteriormente, verifique se tem a versão mais recente executando gcloud components update.
  2. Defina uma região e uma zona padrão.

  REST

  Para usar as amostras da API REST nesta página em um ambiente de desenvolvimento local, use as credenciais fornecidas para a CLI gcloud.

  Instale a Google Cloud CLI e inicialize-a executando o seguinte comando:

  gcloud init

Escalonamento com base no uso da CPU

É possível fazer escalonamento automático com base na utilização média da CPU de um grupo de instâncias gerenciadas (MIG, na sigla em inglês). Com essa política, o uso da CPU das instâncias do grupo é coletado no autoescalador e fica possível determinar se o escalonamento é necessário. Você define a meta de uso da CPU que será mantida pelo autoescalador, e ele trabalha para manter esse nível.

O escalonador automático avalia a meta do nível de utilização da CPU como uma fração do uso médio de todas as vCPUs ao longo do tempo no grupo de instâncias. Se o uso médio de todas as vCPUs exceder a utilização desejada, o escalonador automático adicionará instâncias de VM. Por outro lado, se esse uso médio for menor do que a utilização desejada, o autoescalador removerá instâncias. Por exemplo, uma meta de utilização configurada como 0,75 instrui o escalonador automático a manter um uso médio de 75% entre todas as vCPUs no grupo de instâncias.

Cuidado: se o aplicativo levar muito tempo para ser inicializado em novas VMs, o Google recomenda que você não defina uma utilização de CPU de destino de 85% ou superior. Nesse caso, se o aplicativo notar um aumento no tráfego, as CPUs do MIG poderão correr o risco de serem sobrecarregadas enquanto o aplicativo é inicializado lentamente nas novas VMs adicionadas pelo escalonador automático.

Também é possível escalonar com base na previsão de uso da CPU. Para mais informações e para conferir se isso é adequado à sua carga de trabalho, consulte Escalonamento com base em previsões.

Ativar o escalonamento automático com base no uso da CPU

Permissões exigidas para a tarefa

Para executar esta tarefa, é necessário ter as seguintes permissões:

• compute.autoscalers.create no projeto
• compute.instanceGroupManagers.use no projeto

Console

1. No Console do Cloud, acesse a página Grupos de instâncias.

   Acesse grupo de instâncias

2. Se existir um grupo de instâncias, selecione-o e clique em Editar. Se você não tem um grupo de instâncias, clique em Criar grupo de instâncias.

3. Se não existir uma configuração de escalonamento automático, em Escalonamento automático, clique em Configurar escalonamento automático.

4. Em Modo de escalonamento automático, selecione Ativado: adicionar e remover instâncias do grupo para ativar o escalonamento automático.

5. Especifique os números mínimo e máximo de instâncias que você quer que o autoescalador crie nesse grupo.

6. Na seção Política de escalonamento automático, se uma métrica de utilização de CPU atual ainda não existir, adicione uma:

   1. Clique em Adicionar métrica.
   2. Em Tipo de métrica, selecione Utilização de CPU.
   3. Informe a utilização de CPU de destino que você quer. Esse valor é tratado como uma porcentagem. Por exemplo, para ter 75% de utilização da CPU, insira 75.
   4. Em Escalonamento automático preditivo, selecione Desativado. Para saber mais sobre o escalonamento automático preditivo e se ele é adequado para sua carga de trabalho, consulte Escalonamento com base em previsões.
   5. Clique em Concluído.

7. Use o Período de inicialização para informar ao escalonador automático quanto tempo leva a inicialização do aplicativo. Especificar um período de inicialização preciso melhora as decisões do escalonador automático. Por exemplo, ao escalonar horizontalmente, o escalonador automático ignora os dados das VMs que ainda estiverem sendo inicializadas, porque é possível que elas ainda não representem o uso regular do aplicativo. O período de inicialização padrão é de 60 segundos.

8. Clique em Save.

gcloud

Use o subcomando set-autoscaling para ativar o escalonamento automático de um grupo gerenciado de instâncias. Por exemplo, o comando a seguir cria um autoescalador com meta de uso da CPU de 60%. Com o parâmetro --target-cpu-utilization, também é necessário o parâmetro --max-num-replicas para criar um escalonador automático:

Observação: se o escalonamento automático já estiver ativado para um grupo de instâncias gerenciadas, o comando set-autoscaling atualizará o escalonador automático existente para as novas especificações

gcloud compute instance-groups managed set-autoscaling example-managed-instance-group \
    --max-num-replicas 20 \
    --target-cpu-utilization 0.60 \
    --cool-down-period 90

Use a flag --cool-down-period para definir o período de inicialização, que informa ao escalonador automático quanto tempo leva para o aplicativo ser inicializado. Especificar um período de inicialização preciso melhora as decisões do escalonador automático. Por exemplo, ao escalonar horizontalmente, o escalonador automático ignora os dados das VMs que ainda estiverem sendo inicializadas, porque é possível que elas ainda não representem o uso regular do aplicativo. O período de inicialização padrão é de 60 segundos.

Outra opção é ativar o escalonamento automático preditivo para escalonar antes da carga prevista. Para saber se o escalonamento automático preditivo é adequado para sua carga de trabalho, consulte Escalonamento com base em previsões.

Para verificar se o escalonamento automático está ativado, use o subcomando instance-groups managed describe, que descreve o grupo de instâncias gerenciadas correspondente e fornece informações sobre os recursos de escalonamento automático desse grupo de instâncias:

gcloud compute instance-groups managed describe example-managed-instance-group

Para uma lista de flags e comandos gcloud disponíveis, consulte a referência de gcloud.

REST

Observação: embora o escalonamento automático seja um recurso de grupos gerenciados de instâncias, ele é um recurso de API separado. Lembre-se disso quando você criar solicitações de API para o escalonamento automático.

Para criar um escalonador automático, use o método autoscalers.insert para um MIG zonal ou o método regionAutoscalers.insert para um MIG regional.

O exemplo a seguir cria um escalonador automático para um MIG zonal:

POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/zones/ZONE/autoscalers/

O corpo da solicitação precisa conter os campos name, target e autoscalingPolicy. autoscalingPolicy precisa definir cpuUtilization e maxNumReplicas.

Use o campo coolDownPeriodSec para definir o período de inicialização, que informa ao escalonador automático quanto tempo leva para o aplicativo ser inicializado. Especificar um período de inicialização preciso melhora as decisões do escalonador automático. Por exemplo, ao escalonar horizontalmente, o escalonador automático ignora os dados das VMs que ainda estiverem sendo inicializadas, porque é possível que elas ainda não representem o uso regular do aplicativo. O período de inicialização padrão é de 60 segundos.

Outra opção é ativar o escalonamento automático preditivo para escalonar antes da carga prevista. Para saber se o escalonamento automático preditivo é adequado para sua carga de trabalho, consulte Escalonamento com base em previsões.

{
  "name": "example-autoscaler",
  "target": "https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/myproject/zones/us-central1-f/instanceGroupManagers/example-managed-instance-group",
  "autoscalingPolicy": {
    "maxNumReplicas": 10,
    "cpuUtilization": {
      "utilizationTarget": 0.6
    },
    "coolDownPeriodSec": 90
  }
}

Para mais informações sobre como ativar o escalonamento automático com base na utilização da CPU, faça o tutorial Como usar o escalonamento automático para aplicativos altamente escalonáveis.

Como o escalonador automático trata a utilização intensa da CPU

Durante períodos de intensa utilização da CPU, se a taxa de uso estiver próxima a 100%, o escalonador automático presumirá que o grupo já está muito sobrecarregado. Nesses casos, ele aumenta o número de máquinas virtuais em até 50%.

Observação: esse comportamento pode mudar no futuro. O Google recomenda que você não dependa desse comportamento.

A seguir

• Saiba como ativar o escalonamento automático preditivo.
• Saiba mais sobre como gerenciar escalonadores automáticos.
• Saiba como os escalonadores automáticos tomam decisões.
• Saiba como usar vários sinais de escalonamento automático para escalonar seu grupo.