Grupos de nodos con capacidad estática en el modo automático de EKS

El modo automático de Amazon EKS admite grupos de nodos con capacidad estática que mantienen un número fijo de nodos independientemente de la demanda de los pods. Los grupos de nodos con capacidad estática son útiles para las cargas de trabajo que requieren una capacidad predecible, instancias reservadas o requisitos de cumplimiento específicos cuando es necesario mantener una huella de la infraestructura coherente.

A diferencia de los grupos de nodos dinámicos que escalan en función de las exigencias de programación de los pods, los grupos de nodos con capacidad estática mantienen la cantidad de nodos que ha configurado.

Ejemplo básico

Este es un grupo de nodos simple con capacidad estática que mantiene 5 nodos:

apiVersion: karpenter.sh/v1
kind: NodePool
metadata:
  name: my-static-nodepool
spec:
  replicas: 5  # Maintain exactly 5 nodes

  template:
    spec:
      nodeClassRef:
        group: eks.amazonaws.com
        kind: NodeClass
        name: default

      requirements:
        - key: "eks.amazonaws.com/instance-category"
          operator: In
          values: ["m", "c"]
        - key: "topology.kubernetes.io/zone"
          operator: In
          values: ["us-west-2a", "us-west-2b"]

  limits:
    nodes: 8

Configuración de un grupo de nodos con capacidad estática

Para crear un grupo de nodos con capacidad estática, defina el campo replicas en la especificación de NodePool. El campo replicas define el número exacto de nodos que conservará el grupo de nodos.

Restricciones de los grupos de nodos con capacidad estática

Los grupos de nodos con capacidad estática tienen varias restricciones y comportamientos importantes:

Restricciones de configuración:

• No se puede cambiar de modo: una vez que haya configurado replicas en un grupo de nodos, no puede eliminarlo. El grupo de nodos no puede cambiar entre los modos estático y dinámico.

• Límites de recursos limitados: solo se admite el campo limits.nodes en la sección de límites. Los límites de CPU y memoria no son aplicables.

• Campo sin peso: el campo weight no se puede configurar en grupos de nodos con capacidad estática, ya que la selección de nodos no se basa en la prioridad.

Comportamiento operativo:

• Sin consolidación: los nodos de los grupos con capacidad estática no se tienen en cuenta para la consolidación en función del uso.

• Operaciones de escalado: las operaciones de escalado eluden los presupuestos de interrupción de nodos, pero siguen respetando los PodDisruptionBudgets.

• Sustitución de nodos: los nodos se siguen sustituyendo por desviación (como las actualizaciones de la AMI) y vencimiento en función de la configuración.

Escalado de un grupo de nodos con capacidad estática

Puede cambiar el número de réplicas de un grupo de nodos con capacidad estática mediante el comando kubectl scale:

# Scale down to 5 nodes
kubectl scale nodepool static-nodepool --replicas=5

Al reducir verticalmente, el modo automático de EKS terminará los nodos correctamente: respetará los PodDisruptionBudgets y permitirá reprogramar los pods en ejecución para los nodos restantes.

Supervisión de grupos de nodos con capacidad estática

Utilice los siguientes comandos para supervisar los grupos de nodos con capacidad estática:

# View node pool status
kubectl get nodepool static-nodepool

# Get detailed information including current node count
kubectl describe nodepool static-nodepool

# Check the current number of nodes
kubectl get nodepool static-nodepool -o jsonpath='{.status.nodes}'

El campo status.nodes muestra el número actual de nodos administrados por el grupo de nodos, que debería coincidir con el recuento de replicas deseado en condiciones normales.

Configuraciones de ejemplo

Grupo de nodos básico con capacidad estática

apiVersion: karpenter.sh/v1
kind: NodePool
metadata:
  name: basic-static
spec:
  replicas: 5

  template:
    spec:
      nodeClassRef:
        group: eks.amazonaws.com
        kind: NodeClass
        name: default

      requirements:
        - key: "eks.amazonaws.com/instance-category"
          operator: In
          values: ["m"]
        - key: "topology.kubernetes.io/zone"
          operator: In
          values: ["us-west-2a"]

  limits:
    nodes: 8  # Allow scaling up to 8 during operations

Capacidad estática con tipos de instancias específicos

apiVersion: karpenter.sh/v1
kind: NodePool
metadata:
  name: reserved-instances
spec:
  replicas: 20

  template:
    metadata:
      labels:
        instance-type: reserved
        cost-center: production
    spec:
      nodeClassRef:
        group: eks.amazonaws.com
        kind: NodeClass
        name: default

      requirements:
        - key: "node.kubernetes.io/instance-type"
          operator: In
          values: ["m5.2xlarge"]  # Specific instance type
        - key: "karpenter.sh/capacity-type"
          operator: In
          values: ["on-demand"]
        - key: "topology.kubernetes.io/zone"
          operator: In
          values: ["us-west-2a", "us-west-2b", "us-west-2c"]

  limits:
    nodes: 25

  disruption:
    # Conservative disruption for production workloads
    budgets:
      - nodes: 10%

Grupo de nodos con capacidad estática multizona

apiVersion: karpenter.sh/v1
kind: NodePool
metadata:
  name: multi-zone-static
spec:
  replicas: 12  # Will be distributed across specified zones

  template:
    metadata:
      labels:
        availability: high
    spec:
      nodeClassRef:
        group: eks.amazonaws.com
        kind: NodeClass
        name: default

      requirements:
        - key: "eks.amazonaws.com/instance-category"
          operator: In
          values: ["c", "m"]
        - key: "eks.amazonaws.com/instance-cpu"
          operator: In
          values: ["8", "16"]
        - key: "topology.kubernetes.io/zone"
          operator: In
          values: ["us-west-2a", "us-west-2b", "us-west-2c"]
        - key: "karpenter.sh/capacity-type"
          operator: In
          values: ["on-demand"]

  limits:
    nodes: 15

  disruption:
    budgets:
      - nodes: 25%

Prácticas recomendadas

Planificación de la capacidad:

• Establezca un valor de limits.nodes superior a replicas para permitir el escalado temporal durante las operaciones de sustitución de nodos.

• Tenga en cuenta la capacidad máxima necesaria durante la desviación de nodos o las actualizaciones de la AMI al establecer los límites.

Selección de instancias:

• Utilice tipos de instancias específicos cuando tenga instancias reservadas o requisitos de hardware específicos.

• Evite los requisitos demasiado restrictivos que puedan limitar la disponibilidad de las instancias durante el escalado.

Administración de interrupciones:

• Configure los presupuestos de interrupciones adecuados para equilibrar la disponibilidad con las operaciones de mantenimiento.

• Tenga en cuenta la tolerancia de la aplicación con respecto a la sustitución de nodos al establecer los porcentajes del presupuesto.

Supervisión de:

• Supervise el campo status.nodes periódicamente para garantizar que se mantenga la capacidad deseada.

• Configure alertas para cuando el recuento real de nodos se desvíe de las réplicas deseadas.

Distribución en zonas:

• Distribuya la capacidad estática en varias zonas de disponibilidad para una mayor disponibilidad.

• Al crear un grupo de nodos con capacidad estática que abarca varias zonas de disponibilidad, el modo automático de EKS distribuye los nodos entre las zonas especificadas, pero no se garantiza que la distribución sea uniforme.

• Para lograr una distribución predecible y uniforme entre las zonas de disponibilidad, cree grupos de nodos con capacidad estática independientes, cada uno fijado a una zona de disponibilidad específica según el requisito topology.kubernetes.io/zone.

• Si necesita 12 nodos distribuidos uniformemente en 3 zonas, cree 3 grupos de nodos con 4 réplicas cada uno, en lugar de un grupo de nodos con 12 réplicas en 3 zonas.

Solución de problemas

Nodos que no llegan a las réplicas deseadas:

• Compruebe si el valor de limits.nodes es suficiente.

• Compruebe que los requisitos no restrinjan demasiado la selección de instancias.

• Revise las AWS Service Quotas para los tipos de instancias y las regiones que utiliza.

Sustitución del nodo que tarda demasiado tiempo:

• Ajuste los presupuestos de interrupción para permitir más sustituciones simultáneas.

• Compruebe si los PodDisruptionBudgets impiden la terminación del nodo.

Terminación inesperada del nodo:

• Revise las configuraciones expireAfter y terminationGracePeriod.

• Compruebe si hay terminaciones manuales del nodo o eventos de mantenimiento de AWS.