Ativar o escalonamento automático de cluster

Neste documento, descrevemos o escalonamento automático de um cluster de usuário no GKE no VMware.

O escalonamento automático de clusters aumenta ou diminui o número de nós em um pool de nós com base nas demandas das cargas de trabalho.

Antes de começar

Leia sobre as limitações do escalonador automático de cluster.

O escalonador automático de clusters faz as seguintes suposições:

Todos os pods replicados podem ser reiniciados em outro nó, o que pode causar uma interrupção breve. Se os serviços não puderem tolerar a interrupção, não recomendamos o uso do escalonador automático de cluster.
Usuários ou administradores não gerenciam nós manualmente. Se o escalonamento automático estiver ativado para um pool de nós, não será possível modificar o campo replicas do pool.
Todos os nós em um único pool têm o mesmo conjunto de rótulos.

Como funciona o escalonamento automático de clusters

O escalonador automático de clusters funciona com base no pool de nós. Ao ativar o escalonamento automático de um pool de nós, você especifica um número mínimo e máximo de nós para ele.

O escalonador automático de cluster aumenta ou diminui o número de nós no pool automaticamente, com base nas solicitações de recursos dos pods em execução nos nós, e não na utilização real de recursos. Ele verifica periodicamente o status de pods e nós e toma as seguintes medidas:

Se os pods forem não programáveis porque não há nós suficientes no pool, o escalonador automático de clusters adicionará nós até o máximo especificado.
Se os nós forem subutilizados e todos os pods puderem ser programados com menos nós no pool, o escalonador automático de clusters removerá os nós até o mínimo especificado. Se não for possível drenar um nó, ele será encerrado à força e o disco anexado gerenciado pelo Kubernetes será removido com segurança.

Se os pods tiverem solicitado poucos recursos (ou não alteraram os recursos padrão, o que pode ser insuficiente) e os nós estiverem passando por uma escassez, o escalonador automático de cluster não corrigirá essa situação. Para garantir que o escalonador automático de cluster funcione com precisão, faça solicitações de recursos explícitas para todas as cargas de trabalho.

Para um pool de nós individual, minReplicas precisa ser ≥ 1. No entanto, a soma dos nós de cluster de usuário sem taint em qualquer momento precisa ser pelo menos três. Isso significa que a soma dos valores minReplicas de todos os pools de nós com escalonamento automático, além da soma dos valores replicas de todos os pools de nós sem escalonamento automático, precisa ser pelo menos três.

O escalonador automático de cluster considera o custo relativo dos tipos de instância nos vários pools de nós e tenta expandi-los de maneira a causar o menor desperdício possível.

Criar um cluster de usuário com escalonamento automático

Para criar um cluster de usuário com escalonamento automático ativado para um pool de nós, preencha a seção autoscaling do pool de nós no arquivo de configuração do cluster de usuário. Exemplo:

nodePools:
- name: pool‐1
  …
  replicas: 3
  ...
  autoscaling:
    minReplicas: 1
    maxReplicas: 5

A configuração anterior cria um pool de nós com três réplicas e aplica o escalonamento automático com o tamanho mínimo do pool de nós como 1 e o tamanho máximo do pool de nós como 5.

O valor minReplicas precisa ser ≥ 1 Um pool de nós não pode ser reduzir escala vertical para zero nós.

Adicione um pool de nós com escalonamento automático

Para adicionar um pool de nós com escalonamento automático a um cluster atual:

Edite o arquivo de configuração do cluster de usuário para adicionar um novo pool de nós e inclua uma seção autoscaling para o pool. Defina os valores de replicas, minReplicas e maxReplicas, conforme preferir. Exemplo:
```
nodePools:
- name: my-new-node-pool
  …
  replicas: 3
  ...
  autoscaling:
    minReplicas: 2
    maxReplicas: 6
```

Atualize o cluster:

gkectl update cluster --config USER_CLUSTER_CONFIG \
  --kubeconfig ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG

Ativar o escalonamento automático de um pool de nós atual

Para ativar o escalonamento automático em um pool de nós em um cluster atual:

Edite um nodePool específico no arquivo de configuração do cluster de usuário e inclua a seção autoscaling. Defina os valores de minReplicas e maxReplicas conforme desejado.
```
nodePools:
- name: my-existing-node-pool
  …
  replicas: 3
  ...
  autoscaling:
    minReplicas: 1
    maxReplicas: 5
```

Atualize o cluster:

gkectl update cluster --config USER_CLUSTER_CONFIG \
  --kubeconfig ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG

Desativar o escalonamento automático de um pool de nós atual

Para desativar o escalonamento automático de um pool de nós específico:

Edite o arquivo de configuração do cluster de usuário e remova a seção autoscaling desse pool de nós.
Execute gkectl update cluster.

Verifique o comportamento do escalonador automático de cluster

É possível determinar o que o escalonador automático de cluster está fazendo de várias maneiras.

Verifique os registros do escalonador automático de cluster

Primeiro, encontre o nome do pod do escalonador automático de clusters:

kubectl --kubeconfig ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG get pods -n USER_CLUSTER_NAME | grep cluster-autoscaler

Verifique os registros no pod do escalonador automático de cluster:

kubectl --kubeconfig ADMIN_CLUSTER_KUBECONFIG logs cluster-autoscaler-POD_NAME --container cluster-autoscaler -n USER_CLUSTER_NAME

Substitua POD_NAME pelo nome do pod do escalonador automático de cluster.

Verifique o mapa de configuração

O escalonador automático de cluster publica o mapa de configuração kube-system/cluster-autoscaler-status.

Para ver o mapa de configuração:

kubectl --kubeconfig USER_CLUSTER_KUBECONFIG get configmap cluster-autoscaler-status -n kube-system -o yaml

Verifique os eventos de escalonamento automático do cluster.

É possível verificar os eventos de escalonamento automático do cluster:

Em pods (especialmente aqueles que não podem ser programados ou em nós subutilizados)
Em nós
No mapa de configuração do kube-system/cluster-autoscaler-status.

Limitações

O escalonador automático de cluster tem as seguintes limitações:

A programação personalizada com filtros alterados não é compatível.
Os nós não serão escalonar verticalmente se os pods tiverem um valor de PriorityClass abaixo de -10. Saiba mais em Como o escalonador automático de clusters funciona com a prioridade e a preempção de pods?.
O escalonamento automático para pools de nós do Windows não é compatível.

Solução de problemas

Em alguns casos, não será possível reduzir a escala com o escalonador automático de cluster, e haverá um nó extra após esse processo. Isso ocorre quando os pods necessários do sistema são programados em nós diferentes. O motivo é porque não há nenhum acionador nesses pods para transferir para um nó diferente. Consulte a pergunta Tenho um par de nós com baixa utilização, mas ele não está com a escala reduzida. Por quê? (em inglês). Para contornar essa limitação, configure um orçamento de interrupção de pod (em inglês).
Se você tiver problemas com a diminuição de cluster, consulte Programação e interrupção de pods. Talvez seja necessário adicionar um PodDisruptionBudget para os pods kube-system. Para mais informações sobre como adicionar manualmente um PodDisruptionBudget para os pods kube-system, consulte as Perguntas frequentes do escalonador automático de cluster do Kubernetes.
Ao reduzir a escala, o escalonador automático de clusters respeita as regras de programação e remoção definidas nos pods. Essas restrições podem impedir que um nó seja excluído pelo autoescalador. A exclusão de um nó pode ser evitada se ele contiver um pod com qualquer uma das seguintes condições:
- As regras de afinidade ou antiafinidade do pod impedem a reprogramação.
- O pod tem armazenamento local.
- O pod não é gerenciado por um controlador, como Deployment, StatefulSet, Job ou ReplicaSet.
- O pod está no namespace kube-system e não tem um PodDisruptionBudget
O PodDisruptionBudget de um aplicativo pode impedir o escalonamento automático. Se a exclusão de nós fizer com que o orçamento seja excedido, o cluster não vai reduzir escala vertical.

Mais informações

Para mais informações sobre o escalonador automático de clusters e prevenção de interrupções, consulte os seguintes itens nas Perguntas frequentes sobre o escalonador automático de clusters do Kubernetes: