ACK部署使用elastic-workload - 弹性容器实例_编程技术网-程序员技术内容聚合平台

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本文介绍如何通过阿里云Kubernetes集群（ACK）安装和使用elastic-workload（弹性负载）。

前提条件

您已经成功创建了ACK集群并部署了虚拟节点。

关于如何创建ACK集群，请参见创建Kubernetes托管版集群。
关于如何部署虚拟节点，请参见部署虚拟节点。

背景信息

在Kubernetes中，弹性包括调度层弹性（Pod）和资源层弹性（Node）两个层次，通常会通过HPA、CronHPA、VPA等模型进行Pod的弹性伸缩，再通过cluster-autoscaler或者virtual-kubelet进行资源层的弹性伸缩。两层之间通过Pod进行解耦，这样设计的好处是两层职责明确，坏处是解耦后相互结合的策略过于简单，无法实现更精细的调度策略，在Kubernetes中最小的生命周期管理单元是一个Pod，而传统的Kubernetes负载控制器（例如：Deployment、StatefulSet）管理的Pod是共享相同的调度策略的。因此，如果您想要控制一个负载在不同资源上的细粒度分配时，您可以通过elastic-workload来实现。

部署ack-kubernetes-elastic-workload

登录容器服务管理控制台。
在左侧导航栏，选择市场>应用目录。
在阿里云应用页签下，找到ack-kubernetes-elastic-workload应用，然后单击该应用。
阿里云应用页签下包含较多应用，您可以通过右上角的搜索框进行关键字检索。
在ack-kubernetes-elastic-workload页面右侧的创建区域，选择目标集群，单击创建。
查看部署结果。
1. 在左侧导航栏，单击集群。
2. 单击目标集群的ID。
3. 在集群信息页面的左侧导航栏，选择应用>Helm。
4. 查看ack-kubernetes-elastic-workload对应的状态是否为已部署。

使用elastic-workload

假设：有一个应用经过容量规划，预计最多有4个副本运行在ECS上，平时低峰时保留2个副本，超过4个副本时弹性伸缩到虚拟节点，防止干扰其他正常容量规划的应用。

在Kubernetes中，任何一种负载都要解决两个问题，一个是调度问题，一个是生命周期管理问题。如果想要实现上述场景，需要解决以下问题：

当副本数目达到某个数值后，如何控制调度策略的变化。
在生命周期管理时，如何优先处理某些Pod。

针对上述场景和问题，下文为您介绍elastic-workload的使用方法。

创建一个简单的Deployment类型应用。

apiVersion: apps/v1 
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment-basic
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
    #  nodeSelector:
    #    env: test-team
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9 
        ports:
        - containerPort: 80

使用弹性负载表达。
```
apiVersion: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
kind: ElasticWorkload
metadata:
  name: elasticworkload-sample
spec:
  sourceTarget:
    name: nginx-deployment-basic
    kind: Deployment
    apiVersion: apps/v1
    min: 2        #最小副本数
    max: 4        #最大副本数
  replicas: 6
  elasticUnit:
  - name: virtual-kubelet
    labels:
      virtual-kubelet: "true"
    annotations:
      virtual-kubelet: "true"
    nodeSelector:
      type: "virtual-kubelet"
    tolerations:
    - key: "virtual-kubelet.io/provider"
      operator: "Exists"
```
弹性负载的使用方式就像HPA，它通过外部挂载的方式使用，并不影响原有业务。
弹性负载会监听原始负载，并根据弹性单元设定的调度策略，克隆并生成弹性单元的负载。根据弹性负载中副本的变化，动态地分配原始负载和弹性单元上的副本数目。
一个典型的弹性负载主要包括两个部分：
- sourceTarget部分主要定义原始负载的类型、副本数目可变化的范围。
- elasticUnit部分是一个数组，定义弹性单元的调度策略，如果有多个弹性单元，则按照模板的顺序定义。
在上述示例中：
- sourceTarget中定义了副本数目的上下限为2~4个，表示ElasticWorkload的replicas为2~4个副本时，会调度到sourceTarget，当超过4个副本时，会调度到弹性单元，即虚拟节点virtual-kubelet。
- virtual-kubelet中可以定义这个单元所独有的调度策略，包含label、annotation、nodeSelector、affinity、toleration等。

查看部署结果。

查看当前状态

kubectl describe ew elasticworkload-sample

返回示例如下，其中Status中的每个单元的Desired Replicas表示弹性负载的分配副本数目。

Name:         elasticworkload-sample
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
API Version:  autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
Kind:         ElasticWorkload
Metadata:
  Creation Timestamp:  2020-05-06T03:43:41Z
  Generation:          27
  Resource Version:    20635284
  Self Link:           /apis/autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1/namespaces/default/elasticworkloads/elasticworkload-sample
  UID:                 0e9205ff-38b8-43b7-9076-ffa130f26ef4
Spec:
  Elastic Unit:
    Annotations:
      Virtual - Kubelet:  true
    Labels:
      Virtual - Kubelet:  true
    Name:                 demo
    Node Selector:
      Type:  virtual-kubelet
    Tolerations:
      Key:       virtual-kubelet.io/provider
      Operator:  Exists
  Replicas:      6
  Source Target:
    API Version:  apps/v1
    Kind:         Deployment
    Max:          2
    Min:          0
    Name:         nginx-deployment-basic
Status:
  Elastic Units Status:
    Desired Replicas:  4
    Name:              nginx-deployment-basic-unit-virtual-kubelet
    Update Timestamp:  2020-05-07T12:38:27Z
  Replicas:            6
  Selector:            app=nginx
  Source Target:
    API Version:       apps/v1
    Desired Replicas:  2
    Kind:              Deployment
    Name:              nginx-deployment-basic
    Update Timestamp:  2020-05-07T12:38:27Z
Events:                <none>

查看Pod情况

kubectl get pod -o wide

返回示例如下，弹性负载已经克隆出新的Deployment与Pod，且Deployment的Pod副本数目是根据设定的调度策略进行动态分配。

NAME                                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP             NODE                     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deployment-basic-7ff9955f89-djxwv            1/1     Running   0          138m   172.20.1.151   cn-hangzhou.10.0.5.212   <none>           <none>
nginx-deployment-basic-7ff9955f89-hrw2z            1/1     Running   0          138m   172.20.1.27    cn-hangzhou.10.0.5.208   <none>           <none>
nginx-deployment-basic-unit-demo-8bb586568-4f8xt   1/1     Running   0          138m   10.1.76.63     virtual-node-eci-1       <none>           <none>
nginx-deployment-basic-unit-demo-8bb586568-bl5pd   1/1     Running   0          138m   10.1.76.65     virtual-node-eci-0       <none>           <none>
nginx-deployment-basic-unit-demo-8bb586568-ndbp8   1/1     Running   0          138m   10.1.76.64     virtual-node-eci-0       <none>           <none>
nginx-deployment-basic-unit-demo-8bb586568-vx9jx   1/1     Running   0          138m   10.1.76.62     virtual-node-eci-2       <none>           <none>

此外，弹性负载支持与HPA配合使用，可以将HPA作用在弹性负载上。弹性负载会根据HPA的状态动态调整每个单元的副本分布，例如：如果当前是从6个副本缩容到4个副本，会优先将弹性单元的副本进行缩容。示例如下：

apiVersion: autoscaling/v2beta2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: elastic-workload-demo
  namespace: default
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
    kind: ElasticWorkload
    name: elasticworkload-sample
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50

总的来说，弹性负载一方面通过克隆和覆写调度策略的方式生成多个Deployment，实现了调度策略的管理，另一方面通过上层的副本计算，调整原始负载和弹性单元的副本分配，实现了针对一部分Pod的优先处理。