Horizontal Pod Autoscaler

Kubernetes Horizontal Pod Autoscaler は、そのリソースの CPU 使用率に基づいて、デプロイ、レプリケーションコントローラー、またはレプリカセット内のポッドの数を自動的にスケーリングします。これにより、アプリケーションは需要の増加に合わせてスケールアウトしたり、リソースが不要になったときにスケールインしたりできるため、ノードを他のアプリケーションに解放できます。ターゲットの CPU 使用率を設定すると、Horizontal Pod Autoscaler はターゲットを満たすようにアプリケーションをスケールインまたはスケールアウトします。

Horizontal Pod Autoscaler は、Kubernetes の標準の API リソースで、Amazon EKS クラスターにメトリクスソース（Kubernetes メトリクスサーバーなど）がインストールされているだけで動作します。アプリケーションのスケーリングを開始するために、クラスターに Horizontal Pod Autoscaler をデプロイまたはインストールする必要はありません。詳細については、Kubernetes ドキュメントの「Horizontal Pod Autoscaler」を参照してください。

このトピックでは、Amazon EKS クラスターの Horizontal Pod Autoscaler の準備や、サンプルアプリケーションで動作することの確認方法を説明しています。

注記

このトピックは、Kubernetes ドキュメントの「Horizontal Pod Autoscaler ウォークスルー」に基づいています。

Prerequisites

• 既存の Amazon EKS クラスターがあります。そうでない場合は、「Amazon EKS の使用開始」を参照してください。

• Kubernetes メトリクスサーバーがインストールされています。詳細については、「Kubernetes メトリクスサーバーのインストール」を参照してください。

• Amazon EKS クラスターと通信するように設定された kubectl クライアントを使用しています。

Horizontal Pod Autoscaler テストアプリケーションを実行する

このセクションでは、サンプルアプリケーションをデプロイして、Horizontal Pod Autoscaler が動作していることを確認します。

注記

この例は、Kubernetes ドキュメントの「Horizontal Pod Autoscaler Walkthrough」に基づいています。

Horizontal Pod Autoscaler のインストールをテストするには

1. 次のコマンドを使用して、シンプルな Apache ウェブサーバーアプリケーションをデプロイします。

   kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/php-apache.yaml

   この Apache ウェブサーバーポッドには 500 millicpu の CPU 制限が与えられ、ポート 80 で提供されています。

2. php-apache デプロイ用の Horizontal Pod Autoscaler リソースを作成します。

   kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=10

   このコマンドは、デプロイの CPU 使用率が 50%、ポッドが最低 1 つ、ポッドが最大 10 個の Autoscaler を作成します。CPU の平均負荷が 50% を下回ると、Autoscaler はデプロイのポッド数を最小の 1 に減らそうとします。負荷が 50 パーセントを超えると、Autoscaler はデプロイのポッド数を最大の 10 まで増やそうとします。詳細については、Kubernetes ドキュメント の「Horizontal Pod Autoscaler の仕組み」を参照してください。

3. 詳細を表示するには、次のコマンドで Autoscaler を説明します。

   kubectl describe hpa

   出力:

   Name:                                                  php-apache
   Namespace:                                             default
   Labels:                                                <none>
   Annotations:                                           <none>
   CreationTimestamp:                                     Thu, 11 Jun 2020 16:05:41 -0500
   Reference:                                             Deployment/php-apache
   Metrics:                                               ( current / target )
     resource cpu on pods  (as a percentage of request):  <unknown> / 50%
   Min replicas:                                          1
   Max replicas:                                          10
   Deployment pods:                                       1 current / 0 desired
   Conditions:
     Type           Status  Reason                   Message
     ----           ------  ------                   -------
     AbleToScale    True    SucceededGetScale        the HPA controller was able to get the target's current scale
     ScalingActive  False   FailedGetResourceMetric  the HPA was unable to compute the replica count: did not receive metrics for any ready pods
   Events:
     Type     Reason                        Age                From                       Message
     ----     ------                        ----               ----                       -------
     Warning  FailedGetResourceMetric       42s (x2 over 57s)  horizontal-pod-autoscaler  unable to get metrics for resource cpu: no metrics returned from resource metrics API
     Warning  FailedComputeMetricsReplicas  42s (x2 over 57s)  horizontal-pod-autoscaler  invalid metrics (1 invalid out of 1), first error is: failed to get cpu utilization: unable to get metrics for resource cpu: no metrics returned from resource metrics API
     Warning  FailedGetResourceMetric       12s (x2 over 27s)  horizontal-pod-autoscaler  did not receive metrics for any ready pods
     Warning  FailedComputeMetricsReplicas  12s (x2 over 27s)  horizontal-pod-autoscaler  invalid metrics (1 invalid out of 1), first error is: failed to get cpu utilization: did not receive metrics for any ready pods

   ご覧のように、現在の CPU 負荷は <unknown> です。サーバーにまだ負荷がないためです。ポッド数は既に最低の境界 (1) にあるため、スケールインすることはできません。

4. コンテナを実行して、ウェブサーバーのロードを作成します。

   kubectl run -it --rm load-generator --image=busybox /bin/sh --generator=run-pod/v1

   数秒後にコマンドプロンプトが表示されない場合は、Enter を押す必要があります。コマンドプロンプトから次のコマンドを入力して負荷を生成し、Autoscaler によってデプロイをスケールアウトさせます。

   while true; do wget -q -O- http://php-apache; done

5. デプロイのスケールアウトを監視するには、前のステップを実行したターミナルとは別のターミナルで次のコマンドを定期的に実行します。

   kubectl get hpa

   出力:

   NAME         REFERENCE               TARGETS    MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
   php-apache   Deployment/php-apache   250%/50%   1         10        5          4m44s

   実際の CPU のパーセンテージが目標のパーセンテージよりも高い限り、レプリカの数は最大 10 まで増加します。この場合は 250% のため、REPLICAS の数は増え続けます。

   注記

   レプリカの数が最大値に達するまで、数分かかる場合があります。例えば、CPU 負荷が 50% 以下になるために必要なレプリカの数が 6 だけの場合、負荷はレプリカの数 6 を超えてスケールすることはありません。

6. 負荷を停止します。(ステップ 4 で) 負荷を生成しているターミナルウィンドウで、Ctrl+C キーを押して負荷を停止します。次のコマンドを再度実行することで、レプリカの数が 1 にスケールバックされるのを見ることができます。

   kubectl get hpa

   出力

   NAME         REFERENCE               TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
   php-apache   Deployment/php-apache   0%/50%    1         10        1          25m

   注記

   現在の CPU の割合が 0% であっても、スケールダウンのデフォルトの時間枠は 5 分であるため、レプリカの数が 1 に再び達するまでには時間がかかります。時間枠は変更可能です。詳細については、Kubernetes ドキュメントの「Horizontal Pod Autoscaler」を参照してください。

7. サンプルアプリケーションのテストが終了したら、php-apache リソースを削除します。

   kubectl delete deployment.apps/php-apache service/php-apache horizontalpodautoscaler.autoscaling/php-apache