Escala una aplicación

En esta página, se explica cómo escalar una aplicación implementada en Google Kubernetes Engine (GKE).

Descripción general

Cuando implementas una aplicación en GKE, debes definir cuántas réplicas de la aplicación quieres ejecutar. Cuando escalas una aplicación, aumentas o disminuyes la cantidad de réplicas.

Cada réplica de tu aplicación representa un pod de Kubernetes que encapsula los contenedores de tu aplicación.

Antes de comenzar

Antes de comenzar, asegúrate de haber realizado las siguientes tareas:

Asegúrate de que habilitaste la API de Google Kubernetes Engine.

Habilitar la API de Google Kubernetes Engine

Asegúrate de que instalaste Google Cloud CLI.
Establece la configuración predeterminada de Google Cloud CLI para tu proyecto mediante uno de los siguientes métodos:

Usa gcloud init si deseas ver una explicación sobre cómo configurar los valores predeterminados del proyecto.
Usa gcloud config para configurar el ID, la zona y la región del proyecto de manera individual.

gcloud init

Ejecuta gcloud init y sigue las instrucciones:
```
gcloud init
```
Si usas SSH en un servidor remoto, usa la marca --console-only para evitar que el comando abra un navegador:
```
gcloud init --console-only
```
Sigue las instrucciones para autorizar a la CLI de gcloud a usar tu cuenta de Google Cloud.
Crea una configuración nueva o selecciona una existente.
Elige un proyecto de Google Cloud.
Elige una zona de Compute Engine predeterminada.
Elige una región de Compute Engine predeterminada.

Nota: Puedes anular esta configuración predeterminada en la CLI de gcloud mediante las marcas --project, --zone y --region.

gcloud config

Establece tu ID del proyecto predeterminado:
```
gcloud config set project PROJECT_ID
```
Configura la región de Compute Engine predeterminada (por ejemplo, us-central1):
```
gcloud config set compute/region COMPUTE_REGION
```
Configura la zona de Compute Engine predeterminada (por ejemplo, us-central1-c):
```
gcloud config set compute/zone COMPUTE_ZONE
```
Actualiza gcloud a la versión más reciente:
```
gcloud components update
```

Nota: Puedes anular esta configuración predeterminada en la CLI de gcloud mediante las marcas --project, --zone y --region.

Cuando configuras las ubicaciones predeterminadas, puedes evitar errores en la CLI de gcloud como el siguiente: One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location.

Inspecciona una aplicación

Antes de escalar tu aplicación, debes inspeccionarla y asegurarte de que esté en buen estado.

Para ver todas las aplicaciones que se implementaron en tu clúster, ejecuta el siguiente comando:

kubectl get CONTROLLER

Sustituye CONTROLLER por deployments, statefulsets o algún otro tipo de objeto de controlador.

Por ejemplo, si ejecutas kubectl get deployments y creas una sola implementación, el resultado del comando debería ser similar al siguiente:

NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
my-app                1         1         1            1           10m

El resultado de este comando es similar para todos los objetos, pero puede parecer un tanto distinto. En el caso de las implementaciones, el resultado tiene seis columnas:

NAME enumera los nombres de las implementaciones en el clúster.
DESIRED muestra la cantidad deseada de réplicas o el estado deseado de la aplicación, que defines cuando creas la implementación.
CURRENT muestra cuántas réplicas se encuentran en ejecución en este momento.
UP-TO-DATE muestra la cantidad de réplicas que se actualizaron para alcanzar el estado deseado.
AVAILABLE muestra cuántas réplicas de la aplicación están disponibles para tus usuarios.
AGE muestra durante cuánto tiempo se ejecutó la aplicación en el clúster.

En este ejemplo, solo hay una implementación, my-app, que tiene una sola réplica, ya que su estado deseado es una réplica. Debes definir el estado deseado en el momento de la creación, y puedes cambiarlo en cualquier momento si escalas la aplicación.

Inspecciona StatefulSets

Antes de escalar un StatefulSet, debes ejecutar el siguiente comando para inspeccionarlo:

kubectl describe statefulset my-app

En el resultado de este comando, verifica el campo Estado del pod. Si el valor Failed es superior a 0, el escalamiento puede fallar.

Si parece que un StatefulSet está en mal estado, haz lo siguiente:

Obtén una lista de pods y observa cuáles están en mal estado:
```
kubectl get pods
```
Quita el pod en mal estado:
```
kubectl delete POD_NAME
```

Si se intenta escalar un StatefulSet cuando no está en buen estado, es posible que pierda su disponibilidad.

Escala una aplicación

En las secciones siguientes, se describe cada método que puedes usar para escalar una aplicación. El método kubectl scale es el modo más rápido de escalar. Sin embargo, es posible que prefieras otro método en algunas situaciones, como cuando actualizas archivos de configuración o realizas modificaciones locales.

kubectl scale

El comando kubectl scale te permite cambiar de forma instantánea la cantidad de réplicas que deseas a fin de ejecutar tu aplicación.

Para usar kubectl scale, especifica la cantidad nueva de réplicas mediante la configuración de la marca --replicas. Por ejemplo, para escalar my-app a cuatro réplicas, ejecuta el siguiente comando y sustituye CONTROLLER por deployment, statefulset o algún otro tipo de objeto de controlador:

kubectl scale CONTROLLER my-app --replicas 4

Si se ejecuta de forma correcta, el resultado de este comando debe ser similar a deployment "my-app" scaled.

Luego, ejecuta el siguiente comando:

kubectl get CONTROLLER my-app

El resultado debería ser similar al siguiente:

NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
my-app                4         4         4            4           15m

kubectl apply

Puedes usar kubectl apply para aplicar un archivo de configuración nuevo a un objeto de controlador existente. kubectl apply es útil si se busca implementar varios cambios en un recurso y puede resultar beneficioso para los usuarios que prefieren administrar sus recursos en archivos de configuración.

Para escalar mediante kubectl apply, el archivo de configuración que proporciones debe incluir una cantidad nueva de réplicas en el campo replicas de la especificación del objeto.

La siguiente es una versión actualizada del archivo de configuración para el objeto de ejemplo my-app. En el ejemplo, se muestra una implementación, así que si usas otro tipo de controlador, como StatefulSet, debes cambia el kind según corresponda. Este ejemplo funciona mejor en un clúster con al menos tres nodos.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: app
    spec:
      containers:
      - name: my-container
        image: us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:2.0

En este archivo, el valor del campo replicas es 3. El objeto my-app escala a tres réplicas cuando se aplica este archivo de configuración.

Para aplicar un archivo de configuración actualizado, ejecuta este comando:

kubectl apply -f config.yaml

Luego, ejecuta el siguiente comando:

kubectl get CONTROLLER my-app

El resultado debería ser similar al siguiente:

NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
my-app                3         3         3            3           15m

Console

Para escalar una carga de trabajo en Google Cloud Console, sigue estos pasos:

Ve a la página Cargas de trabajo en Cloud Console.

Ir a Cargas de trabajo
En la lista de cargas de trabajo, haz clic en el nombre de la carga de trabajo que deseas escalar.
Haz clic en Escalar o en Acciones > Escalar.
Ingresa la nueva cantidad de Réplicas para la carga de trabajo.
Haz clic en Escalar.

Realiza el ajuste de escala automático de las implementaciones

Puedes realizar el ajuste de escala automático de las implementaciones según el uso de CPU de los pods mediante kubectl autoscale o desde el menú de cargas de trabajo de GKE en Cloud Console.

kubectl autoscale

kubectl autoscale crea un objeto HorizontalPodAutoscaler (o HPA) que se orienta a un recurso especificado (denominado objetivo de escalamiento) y lo escala según sea necesario. El HPA ajusta periódicamente la cantidad de réplicas del objetivo de escalamiento para que se ajuste al uso de CPU promedio que especificas.

Cuando usas kubectl autoscale, debes especificar una cantidad máxima y mínima de réplicas para tu aplicación, así como un objetivo de uso de CPU. Por ejemplo, para establecer la cantidad máxima de réplicas en seis y la mínima en cuatro, con un objetivo de uso de CPU del 50%, ejecuta el comando siguiente:

kubectl autoscale deployment my-app --max 6 --min 4 --cpu-percent 50

En este comando, se requiere la marca --max. La marca --cpu-percent representa el uso de CPU objetivo en todos los pod. Este comando no escala de inmediato la implementación a seis réplicas, a menos que ya exista una demanda del sistema.

Luego de ejecutar kubectl autoscale, se crea el objeto HorizontalPodAutoscaler y se orienta a la aplicación. Cuando hay un cambio en la carga, el objeto aumenta o disminuye las réplicas de la aplicación.

Si deseas obtener una lista de los objetos HorizontalPodAutoscaler en tu clúster, ejecuta el siguiente comando:

kubectl get hpa

Para ver un objeto HorizontalPodAutoscaler específico de tu clúster, ejecuta este comando:

kubectl get hpa HPA_NAME

Reemplaza HPA_NAME por el nombre del objeto HorizontalPodAutoscaler.

Para ver la configuración HorizontalPodAutoscaler, ejecuta lo siguiente:

kubectl get hpa HPA_NAME -o yaml

El resultado de este comando es similar al siguiente:

apiVersion: v1
items:
- apiVersion: autoscaling/v1
  kind: HorizontalPodAutoscaler
  metadata:
    creationTimestamp: ...
    name: HPA_NAME
    namespace: default
    resourceVersion: "664"
    selfLink: ...
    uid: ...
  spec:
    maxReplicas: 10
    minReplicas: 1
    scaleTargetRef:
      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: HPA_NAME
    targetCPUUtilizationPercentage: 50
  status:
    currentReplicas: 0
    desiredReplicas: 0
kind: List
metadata: {}
resourceVersion: ""
selfLink: ""

En este resultado de ejemplo, el campo targetCPUUtilizationPercentage contiene el valor de porcentaje 50 que se transfirió desde el ejemplo kubectl autoscale.

Si quieres ver una descripción detallada de un objeto HorizontalPodAutoscaler específico en el clúster, ejecuta el comando siguiente:

kubectl describe hpa HPA_NAME

Puedes modificar HorizontalPodAutoscaler si aplicas un archivo nuevo de configuración con kubectl apply, mediante kubectl edit o kubectl patch.

Para borrar un objeto HorizontalPodAutoscaler, sigue estos pasos:

kubectl delete hpa HPA_NAME

Console

Para ajustar automáticamente la escala de una implementación, realiza los siguientes pasos:

Ve a la página Cargas de trabajo en Cloud Console.

Ir a Cargas de trabajo
En la lista de cargas de trabajo, haz clic en el nombre del Deployment que deseas escalar automáticamente.
Haz clic en Acciones > Ajuste de escala automático.
Ingresa la Cantidad máxima de réplicas y, de forma opcional, la Cantidad mínima de réplicas para el Deployment.
En Métricas de ajuste de escala automático, selecciona y configura las métricas según lo desees.
Haz clic en Ajuste de escala automático.

Ajuste de escala automático con métricas personalizadas

Puedes escalar tus Deployments según las métricas personalizadas que se exportaron de Cloud Monitoring.

Si quieres obtener información sobre cómo usar métricas personalizadas para realizar ajustes de escala automáticos en implementaciones, consulta el instructivo Realiza ajustes de escala automáticos en implementaciones con métricas personalizadas.

¿Qué sigue?

Obtén información sobre cómo exponer tu aplicación de forma externa.