CronHPA

リソース使用率を向上させ、リソースコストを削減し、リソースの無駄を避けるために、Container Compute Service (ACS)は、事前定義されたスケジュールに基づいてリソースを自動的にスケーリングするack-kubernetes-cronhpa-controllerコンポーネントを提供します。このトピックでは、Cron Horizontal Pod Autoscaler（CronHPA）を使用して、スケジュールに基づいてACSクラスタ内のワークロードをスケーリングする方法について説明します。また、CronHPAとHorizontal Pod Autoscaler（HPA）を競合なく連携させる方法についても説明します。

前提条件

ACSクラスタが作成されていること。詳細については、ACSクラスタの作成を参照してください。
kubectlクライアントがクラスタに接続されていること。詳細については、クラスタのkubeconfigファイルを取得し、kubectlを使用してクラスタに接続するを参照してください。

背景情報

kubernetes-cronhpa-controllerは、crontabに似たスケジュールに基づいてKubernetesクラスタ内のPodをスケーリングできるKubernetes HPAコントローラです。CronHPAは、DeploymentやStatefulSetなど、サブリソースをscaledできるKubernetesオブジェクトで使用できます。詳細については、kubernetes-cronhpa-controllerを参照してください。

次の表に、CronHPA構成のパラメータを示します。

apiVersion: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
kind: CronHorizontalPodAutoscaler
metadata:
  labels:
    controller-tools.k8s.io: "1.0"
  name: cronhpa-sample
  namespace: default 
spec:
   scaleTargetRef:
      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: nginx-deployment-basic
   excludeDates:
   # 11月15日を除外
   - "* * * 15 11 *"
   # 毎週金曜日を除外
   - "* * * * * 5"
   jobs:
   - name: "scale-down"
     schedule: "30 */1 * * * *"
     targetSize: 1
   - name: "scale-up"
     schedule: "0 */1 * * * *"
     targetSize: 3
     runOnce: false

パラメータ	説明
scaleTargetRef	scaleTargetRefは、スケーリングするオブジェクトを指定します。オブジェクトのサブリソースをスケーリングできる場合、そのオブジェクトに対してCronHPAを有効にすることができます。
excludeDates	excludeDatesの値は、日付の配列である必要があります。excludeDatesで指定された日付には、スケーリングジョブは実行されません。説明最小期間は1日です。値の形式は`"* * * * * "`で、「<秒> <分> <時> <日> <月> <曜日>」を表します。たとえば、11月15日にスケーリングジョブを実行したくない場合は、excludeDatesを次の値に設定します。 `excludeDates: - " * * 15 11 *"`
jobs	`spec`セクションには、複数のCronHPAジョブを設定できます。各CronHPAジョブには、次のパラメータを設定できます。 name：名前はCronHPAジョブを区別するために使用されます。したがって、各CronHPAジョブのnameは、CronHPA構成内で一意である必要があります。 schedule：スケーリングスケジュール。crontabに似ています。kubernetes-cronhpa-controllerは、Golangライブラリを使用してさまざまなルールをサポートしています。詳細については、go-cronを参照してください。 cron式の形式は、次のルールに準拠している必要があります。そうでない場合、cron式を作成できません。次のルールに基づいてcron式を作成します。 `フィールド名 \| 必須？ \| 使用可能な値 \| 使用可能な特殊文字 ---------- \| ---------- \| -------------- \| -------------------------- 秒 \| はい \| 0-59 \| * / , - 分 \| はい \| 0-59 \| * / , - 時 \| はい \| 0-23 \| * / , - 日 \| はい \| 1-31 \| * / , - ? 月 \| はい \| 1-12 または JAN-DEC \| * / , - 曜日 \| はい \| 0-6 または SUN-SAT \| * / , - ?` targetSize：スケジュールされた時刻にスケーリングするPodの数。 runOnce：runOnceをtrueに設定すると、ジョブは1回だけ実行されます。ジョブは1回実行されると終了します。

CronHPAコントローラをインストールする

CronHPAコントローラack-kubernetes-cronhpa-controllerは、次のいずれかの方法でインストールできます。

ACSコンソールにログインします。左側のナビゲーションペインで、クラスタをクリックします。
クラスタページで、管理するクラスタを見つけて、そのIDをクリックします。クラスタ詳細ページの左側のナビゲーションペインで、操作 > アドオンを選択します。
アドオンページで、アプリケーションの管理タブをクリックし、ack-kubernetes-cronhpa-controllerを見つけて、インストールをクリックします。表示されるメッセージで、OKをクリックします。

説明

CronHPAが不要になった場合は、CronHPAコントローラをアンインストールできます。 ack-kubernetes-cronhpa-controllerのアンインストール方法の詳細については、コンポーネントの管理を参照してください。

CronHPAジョブを作成する

アプリケーションのCronHPAジョブを作成して実行する前に、CronHPAコントローラがクラスタ内で正常に動作しており、アプリケーションに対してHPAタスクが1つだけ作成されていることを確認してください。 CronHPAとHPAを競合なく連携させる方法の詳細については、CronHPAとHPAを競合なく連携させるを参照してください。 CronHPAジョブは、次のいずれかの方法で作成できます。

方法1：アプリケーションの作成時にcronhpaジョブを作成する

スケーリングセクションの詳細設定ウィザードページで、CronHPAの右側にある有効にするを選択して、アプリケーションのCronHPAジョブを作成します。アプリケーションの作成方法の詳細については、Deploymentを使用してステートレスアプリケーションを作成するまたはStatefulSetを使用してステートフルアプリケーションを作成するを参照してください。

ACSコンソールは、CronHPAコントローラがクラスタにインストールされているかどうかを自動的にチェックします。 CronHPAコントローラがインストールされていない場合、ページにインストールボタンが表示されます。 CronHPAコントローラがインストールされると、ページにCronHPAパラメータが表示されます。次の表に、パラメータを示します。

パラメータ	説明
ジョブ名	CronHPAジョブの名前を入力します。各CronHPAジョブの名前は一意である必要があります。
必要なレプリカ数	スケジュールされた時刻に、複製されたPodが目的の数にスケーリングされます。
スケーリングスケジュール	スケーリングスケジュールを設定します。 CronHPAジョブのスケーリングスケジュールを設定する方法の詳細については、事前定義されたスケジュールを参照してください。

方法2：既存のアプリケーションのcronhpaジョブを作成する

次の例は、既存のアプリケーションのCronHPAジョブを作成する方法を示しています。この例では、ステートレスアプリケーションを使用します。

ACSコンソールにログインします。左側のナビゲーションペインで、クラスタをクリックします。
クラスタページで、管理するクラスタを見つけて、そのIDをクリックします。クラスタ詳細ページの左側のナビゲーションペインで、ワークロード > Deploymentを選択します。
Deploymentページで、管理するアプリケーションを見つけて、詳細アクション列のをクリックします。
Podスケーリングタブをクリックし、CronHPAジョブを設定します。
- CronHPAコントローラがインストールされていない場合、ページにインストールボタンが表示されます。 インストールをクリックし、次の手順を実行します。
- CronHPAコントローラがインストールされている場合は、次の手順を実行します。

作成の右側にあるCronHPAをクリックします。作成ダイアログボックスで、CronHPAジョブのパラメータを設定します。

create

次の表に、パラメータを示します。

パラメータ	説明
ジョブ名	CronHPAジョブの名前を入力します。各CronHPAジョブの名前は一意である必要があります。
必要なレプリカ数	スケジュールされた時刻に、複製されたPodが目的の数にスケーリングされます。
スケーリングスケジュール	スケーリングスケジュールを設定します。 CronHPAジョブのスケーリングスケジュールを設定する方法の詳細については、事前定義されたスケジュールを参照してください。

CronHPAジョブを作成または変更する

前のポッドスケーリングCronHPAジョブを作成するセクションで説明されている手順を実行して、タブに移動します。
Podスケーリングタブで、CronHPAセクションで作成したCronHPAジョブを見つけて、ジョブの追加または変更アクション列のをクリックします。
編集ダイアログボックスで、ジョブを追加をクリックしてCronHPAジョブを作成します。既存のCronHPAジョブを変更することもできます。次に、OKをクリックします。
説明
CronHPAジョブを削除するには、次の図に示す手順を実行します。編集ダイアログボックスで、削除するジョブの右上隅にある削除アイコンをクリックします。次に、OKをクリックします。

CronHPAとHPAのテンプレート

apiVersion: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
kind: CronHorizontalPodAutoscaler
metadata:
  labels:
    controller-tools.k8s.io: "1.0"
  name: cronhpa-sample
spec:
   scaleTargetRef:
      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: nginx-deployment-basic
   jobs:
   - name: "scale-down"
     schedule: "30 */1 * * * *"
     targetSize: 1
   - name: "scale-up"
     schedule: "0 */1 * * * *"
     targetSize: 11

HPA

apiVersion: autoscaling/v2beta2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: php-apache
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: nginx-deployment-basic
  minReplicas: 4
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50

CronHPAとHPAを競合なく連携させる

CronHPAとHPAは、DeploymentやStatefulSetなどのワークロードに影響を与えます。 CronHPAとHPAを使用してワークロードを同時にスケーリングすると、競合が発生する可能性があります。競合を解決するために、CronHPAでは、スケーリング対象のオブジェクトとしてHPAを使用できます。これは、HPAの機能と互換性があります。

CronHPAとHPAの構成は、次の情報を示しています。

spec.scaleTargetRefフィールドは、CronHPAとHPAの両方の構成で使用され、スケーリング対象のオブジェクトを指定します。
CronHPA構成のspec.jobsセクションのcrontabルールは、スケジュールされた時刻にPodをスケーリングする数を指定します。
HPAは、リソースの使用状況に基づいてスケーリングアクティビティをトリガーします。

CronHPAとHPAの両方がデプロイされている場合、CronHPAとHPAは、scaleTargetRefで指定された同じアプリケーションのPodをスケーリングする可能性があります。 CronHPAとHPAは独立しており、互いを認識していません。その結果、CronHPAコントローラとHPAコントローラは、アプリケーションのPodを個別にスケーリングします。後のスケーリングアクティビティは、以前のアクティビティを上書きします。

解決策

競合を避けるために、CronHPAはHPAの状態を検出するだけで済みます。 ACSは、ターゲットワークロードではなくHPAにscaleTargetRefを設定することにより、CronHPA構成を変更します。 CronHPAがスケーリング操作を実行する場合、最初にHPA構成でscaleTargetRefで指定されたアプリケーションを見つけ、次にワークロードを調整します。これにより、構成の上書きが回避され、スケーリング操作の一貫性と予測可能性が確保されます。

次のYAMLテンプレートは、CronHPAとHPAを競合なく連携させる構成を示しています。

apiVersion: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
kind: CronHorizontalPodAutoscaler
metadata:
  labels:
    controller-tools.k8s.io: "1.0"
  name: cronhpa-sample
spec:
   scaleTargetRef:
      apiVersion: autoscaling/v1
      kind: HorizontalPodAutoscaler
      name:  nginx-deployment-basic-hpa
   jobs:
   - name: "scale-down"
     schedule: "30 */1 * * * *"
     targetSize: 1
     runOnce: false
   - name: "scale-up"
     schedule: "0 */1 * * * *"
     targetSize: 3
     runOnce: false

上記のYAMLテンプレートをデプロイすると、CronHPAはHPA構成のspec.minReplicas、spec.maxReplicas、およびstatus.desiredReplicasの値を認識します。また、CronHPAは、HPA構成のspec.scaleTargetRefで指定されたReplicasの値も認識します。 CronHPAは、HPA構成を変更することでHPAの状態を検出できます。 CronHPAは、必要なPod数と現在のPod数を比較し、スケーリングアクティビティをトリガーしてHPA構成のPodの最大数を変更するかどうかを判断します。また、CronHPAは、必要なPod数とHPA構成で指定されたPodの最大数と最小数を比較し、HPA構成のPodの最小数を変更するかどうかを判断します。

次の表に、CronHPAとHPAを競合なく連携させるルールを示します。

HPA（最小/最大）	CronHPA	Deployment	スケーリング結果	説明
1/10	5	5	HPA（最小/最大）：1/10 Deployment：5	CronHPAが必要とするPod数が現在のPod数と同じ場合、CronHPAはHPA構成のPodの最大数と最小数を変更しません。また、スケーリングアクティビティはトリガーされません。
1/10	4	5	HPA（最小/最大）：1/10 Deployment：5	CronHPAが必要とするPod数が現在のPod数よりも少ない場合、スケーリングアクティビティはトリガーされません。
1/10	6	5	HPA（最小/最大）：6/10 Deployment：6	CronHPAが必要とするPod数が現在のPod数よりも多い場合、CronHPAは必要な数に達するまでPodを追加します。 CronHPAが必要とするPod数がHPA構成のminReplicasの値よりも大きい場合、CronHPAはminReplicasの値を変更します。
5/10	4	5	HPA（最小/最大）：4/10 Deployment：5	CronHPAが必要とするPod数が現在のPod数よりも少ない場合、スケーリングアクティビティはトリガーされません。 CronHPAが必要とするPod数がHPA構成のminReplicasの値よりも少ない場合、CronHPAはminReplicasの値を変更します。
5/10	11	5	HPA（最小/最大）：11/11 Deployment：11	CronHPAが必要とするPod数が現在のPod数よりも多い場合、CronHPAは必要な数に達するまでPodを追加します。 CronHPAが必要とするPod数がHPA構成のmaxReplicasの値よりも大きい場合、CronHPAはmaxReplicasの値を変更します。

次のリストは、表のパラメータについて説明しています。

HPA（最小/最大）：HPA構成で指定されたPodの最小数と最大数。
CronHPA：CronHPA構成で指定された必要なPod数。
Deployment：アプリケーションにプロビジョニングされている現在のPod数。

CronHPAは、DeploymentのPod数を直接変更しません。代わりに、CronHPAはHPAをトリガーしてPodをスケーリングします。これにより、CronHPAとHPAの競合が解決されます。