Kubernetes 1.27：HorizontalPodAutoscaler ContainerResource 类型指标进入 Beta 阶段

Kubernetes 1.20 在 HorizontalPodAutoscaler (HPA) 中引入了 ContainerResource 类型的指标。

在 Kubernetes 1.27 中，此功能进入 Beta 阶段，相应的特性门控 (HPAContainerMetrics) 默认启用。

什么是 ContainerResource 类型的指标

ContainerResource 类型的指标允许我们根据单个容器的资源使用情况配置自动扩缩容。

在以下示例中，HPA 控制器扩缩目标，使得所有 Pod 中应用容器的 CPU 平均利用率约为 60%。(参阅算法详情以了解如何精确计算所需的副本数)

type: ContainerResource
containerResource:
  name: cpu
  container: application
  target:
    type: Utilization
    averageUtilization: 60

与 Resource 类型的指标的区别

HPA 已有一个Resource 类型的指标。

你可以像下面这样定义目标资源利用率，然后 HPA 将根据当前利用率扩缩副本数。

type: Resource
resource:
  name: cpu
  target:
    type: Utilization
    averageUtilization: 60

但是，此 Resource 类型的指标是指 Pods 的平均利用率。

如果一个 Pod 有多个容器，利用率计算将是

sum{the resource usage of each container} / sum{the resource request of each container}

随着负载变化，每个容器的资源利用率可能没有直接关联，或者可能以不同的速率增长。

例如

• 一个 Sidecar 容器仅提供辅助服务，例如日志传输。如果应用不经常记录日志或不在其热路径中生成日志，那么日志传输器的使用量将不会增长。
• 一个提供认证的 Sidecar 容器。由于大量缓存，当主容器上的负载增加时，使用量只会略微增加。在当前的混合使用量计算方法中，这通常会导致 HPA 不会扩容部署，因为混合使用量仍然很低。
• 一个 Sidecar 可能会在未设置资源的情况下注入，这会阻止基于利用率的扩缩容。在当前的逻辑中，当未设置资源请求时，HPA 控制器只能基于 Pod 的绝对资源使用量进行扩缩容。

而且，在这种情况下，如果只有一个容器的资源利用率变高，Resource 类型的指标可能不会建议扩容。

因此，为了准确的自动扩缩容，你可能需要对这类 Pod 使用 ContainerResource 类型的指标来代替。

Beta 版本有什么新变化？

对于 Kubernetes v1.27，如本文开头所述，ContainerResource 类型的指标默认可用。(你仍然可以通过 HPAContainerMetrics 特性门控禁用它。)

此外，我们通过从 kube-controller-manager 暴露一些指标改进了 HPA 控制器的可观测性

• metric_computation_total：指标计算的总次数。
• metric_computation_duration_seconds：HPA 控制器计算一个指标所需的时间。
• reconciliations_total：HPA 控制器协调的总次数。
• reconciliation_duration_seconds：HPA 控制器协调一次 HPA 对象所需的时间。

这些指标具有 action（scale_up、scale_down、none）和 error（spec、internal、none）标签。此外，前两个指标还有 metric_type 标签，该标签对应于 HorizontalPodAutoscaler 的 .spec.metrics[*].type。

所有这些指标对于 HPA 控制器的通用监控都很有用，你可以更深入地了解哪个部分有问题、在哪里花费时间、集群在哪个时间倾向于发生多少扩缩容等等。

另一个小改动是，我们更改了 SuccessfulRescale 事件的消息，以便每个人都可以检查事件是来自 Resource 指标还是 Container Resource 指标（参阅相关的 PR）。

参与其中

此功能由 SIG Autoscaling 管理。请加入我们并分享你的反馈。我们期待你的来信！

如何了解更多？

• ContainerResource 类型的指标的官方文档
• KEP-1610：基于容器资源的自动扩缩容

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