扩缩应用

本页面介绍如何扩缩在 Google Kubernetes Engine (GKE) 中部署的应用。

概览

在 GKE 中部署应用时，您可以定义想要运行的应用的副本数。您可以通过增加或减少副本数来扩缩应用。

应用的每个副本代表一个 Kubernetes Pod，用于封装应用的容器。

准备工作

在开始之前，请确保您已执行以下任务：

  • 启用 Google Kubernetes Engine API。
    • 启用 Google Kubernetes Engine API
  • 如果您要使用 Google Cloud CLI 执行此任务，请安装并初始化 gcloud CLI。 如果您之前安装了 gcloud CLI，请运行 gcloud components update 以获取最新版本。

检查应用

在扩缩您的应用之前，建议先对应用进行检查并确保其运行状况良好。

如需查看已部署到集群的所有应用，请运行以下命令：

kubectl get CONTROLLER

将 CONTROLLER 替换为 deployments、statefulsets 或其他控制器对象类型。

例如，如果运行 kubectl get deployments 并且只创建了一个 Deployment，那么命令的输出应如下所示：

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

对于所有对象，此命令的输出都是类似的，但显示方式可能会略有不同。对于 Deployment，输出将包含六列：

  • NAME 用于列出集群中各 Deployment 的名称。
  • DESIRED 用于显示您在创建 Deployment 时为应用定义的所需副本数或状态。
  • CURRENT 用于显示当前正在运行的副本数。
  • UP-TO-DATE 用于显示为实现所需状态而更新的副本数。
  • AVAILABLE 用于显示您的用户可以使用的应用副本数。
  • AGE 用于显示应用已在集群中运行的时间量。

在此示例中，只有一个 Deployment (my-app)，并且该部署只有一个副本，因为所需状态是一个副本。您可以在创建时定义所需状态，并且可以随时通过扩缩应用来更改此状态。

检查 StatefulSet

在扩缩 StatefulSet 之前，您应该通过运行以下命令对其进行检查：

kubectl describe statefulset my-app

在此命令的输出中，检查 Pods Status 字段。如果 Failed 值大于 0，则扩缩操作可能会失败。

如果 StatefulSet 看似运行状况不佳，请执行以下操作：

  1. 获取 Pod 列表，看看哪些 Pod 运行状况不佳：

    kubectl get pods

  2. 移除运行状况不佳的 Pod：

    kubectl delete POD_NAME

如果尝试对运行状况不佳的 StatefulSet 进行扩缩，可能会导致该资源变为不可用。

扩缩应用

以下部分介绍您可以采用的各种应用扩缩方法。kubectl scale 是最快的扩缩方法。但在某些情况下，您可能需要使用其他方法，例如，在更新配置文件或执行就地修改时。

kubectl scale

借助 kubectl scale 命令，您可以立即更改要运行应用的副本数量。

如需使用 kubectl scale，请设置 --replicas 标志以指定新的副本数。例如，如需将 my-app 扩容到四个副本，请运行以下命令，将 CONTROLLER 替换为 deployment、statefulset 或其他控制器对象类型：

kubectl scale CONTROLLER my-app --replicas 4

如果此命令成功执行，其输出应类似于 deployment "my-app" scaled。

然后运行：

kubectl get CONTROLLER my-app

输出应类似如下所示：

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

kubectl apply

您可以使用 kubectl apply 将新配置文件应用到现有控制器对象。kubectl apply 有助于对资源进行多项更改，并且有助于用户在配置文件中管理其资源。

要使用 kubectl apply 实现扩缩，所提供配置文件应在对象规范的 replicas 字段中添加新的副本数。

以下是示例 my-app 对象的配置文件的更新版本。该示例显示了一个 Deployment，因此，如果您使用其他类型的控制器（例如 StatefulSet），请相应地更改 kind。此示例最适用于至少具有三个节点的集群。

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

在此文件中，replicas 字段的值为 3。应用此配置文件时，对象 my-app 会扩展到三个副本。

要应用更新的配置文件，请运行以下命令：

kubectl apply -f config.yaml

然后运行：

kubectl get CONTROLLER my-app

输出应类似如下所示：

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

控制台

如需在 Google Cloud 控制台中扩缩工作负载，请按以下步骤操作：

  1. 转到 Google Cloud 控制台中的工作负载页面。

    转到“工作负载”

  2. 在工作负载列表中，点击要扩缩的工作负载的名称。

  3. 点击 操作 > 扩缩 > 修改副本。

  4. 输入工作负载的新副本数量。

  5. 点击扩缩。

自动扩缩 Deployment

使用 kubectl autoscale 或 Google Cloud 控制台中的 GKE“工作负载”菜单，您可以根据 Pod 的 CPU 利用率自动扩缩 Deployment。

kubectl autoscale

kubectl autoscale 会创建一个 HorizontalPodAutoscaler（或 HPA）对象，该对象以指定资源为目标（称为扩缩目标）并根据需要进行扩缩。HPA 会定期调整扩缩目标的副本数，以匹配您指定的平均 CPU 利用率。

使用 kubectl autoscale 时，您可以为应用指定最大和最小副本数，以及 CPU 利用率目标。例如，要将最大副本数设置为 6，将最小副本数设置为 4，并将 CPU 利用率目标设置为 50％，请运行以下命令：

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

在此命令中，必须使用 --max 标志。--cpu-percent 标志是所有 Pod 的目标 CPU 利用率。除非系统要求，否则此命令不会立即将 Deployment 扩展到六个副本。

运行 kubectl autoscale 之后，系统将创建 HorizontalPodAutoscaler 对象并将应用设为目标。当负载发生变化时，该对象会增加或减少应用的副本。

如需获取集群中 HorizontalPodAutoscaler 对象的列表，请运行以下命令：

kubectl get hpa

要查看集群中的特定 HorizontalPodAutoscaler 对象，请运行以下命令：

kubectl get hpa HPA_NAME

将 HPA_NAME 替换为您的 HorizontalPodAutoscaler 对象的名称。

要查看 HorizontalPodAutoscaler 配置，请运行以下命令：

kubectl get hpa HPA_NAME -o yaml

此命令的输出类似如下所示：

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: ""

在此示例输出中，targetCPUUtilizationPercentage 字段包含从 kubectl autoscale 示例传入的 50 百分比值。

要查看集群中特定 HorizontalPodAutoscaler 对象的详细说明，请运行以下命令：

kubectl describe hpa HPA_NAME

您可以通过使用 kubectl apply 应用新配置文件、使用 kubectl edit 或 kubectl patch 修改 HorizontalPodAutoscaler。

如需删除 HorizontalPodAutoscaler 对象，请执行以下操作：

kubectl delete hpa HPA_NAME

控制台

如需自动扩缩 Deployment，请按以下步骤操作：

  1. 转到 Google Cloud 控制台中的工作负载页面。

    转到“工作负载”

  2. 在工作负载列表中，点击要自动扩缩的 Deployment 的名称。

  3. 点击 操作 > 自动扩缩。

  4. 输入 Deployment 的最大副本数以及可选的最小副本数。

  5. 在自动扩缩指标下，根据需要选择并配置指标。

  6. 点击自动调节。

使用自定义指标进行自动扩缩

您可以根据从 Cloud Monitoring 导出的自定义指标扩缩您的 Deployment。

如需了解如何使用自定义指标自动扩缩 Deployment，请参阅使用自定义指标自动扩缩 Deployment 教程。

后续步骤