如何安装以及使用弹性负载 - 容器服务 Kubernetes 版 ACK

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面的副本数目。本文介绍如何安装以及使用Elastic Workload（弹性负载）。

重要

Elastic Workload处于非活跃开发状态，建议使用UnitedDeployment，请参见在ACK上使用UnitedDeployment。

前提条件

您已经成功创建一个Kubernetes集群，请参见创建Kubernetes托管版集群。
如果创建的是ACK集群，您还需要部署ack-virtual-node（请使用v2.0.0.102-045a06eb4-aliyun及以上版本），请参见ACK使用ECI。

使用限制

Elastic Workload不支持OpenKruise的Workload，建议您使用UnitedDeployment。

部署ack-kubernetes-elastic-workload

登录容器服务管理控制台。
在控制台左侧导航栏，选择市场 > 应用市场。
在应用市场页面单击应用目录页签，选中ack-kubernetes-elastic-workload应用。
在ack-kubernetes-elastic-workload页面，单击一键部署。
在创建面板中，选择集群和命名空间，然后单击下一步。
在参数配置页面，设置相应参数，然后单击确定。
部署完成后，在集群管理页左侧导航栏中，选择应用 > Helm，可以找到ack-kubernetes-elastic-workload的应用。

使用elastic-workload

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。要实现上面描述的场景，我们核心要解决以下两个问题：

当副本数目到达某个数值后，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。

针对上面的问题介绍弹性负载的使用方式与解决方法。

使用模板创建一个简单的Deployment类型应用。

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.8.0 use apps/v1beta1
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
        resources:
          limits:
            cpu: "500m"

使用弹性负载表达Deployment类型应用。

  # 弹性负载定义。
apiVersion: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
kind: ElasticWorkload
metadata:
  name: elasticworkload-sample
spec:
  sourceTarget:
    name: nginx-deployment-basic
    kind: Deployment
    apiVersion: apps/v1
    min: 2
    max: 4
 replicas: 6
 elasticUnit:
 - name: virtual-kubelet
   labels:
     alibabacloud.com/eci: "true"
  # min: 0 每个单元也可以指定自己的上下限。
  # max: 10

以上就是这个场景的弹性负载定义，弹性负载的使用方式与HPA类似，通过外部挂载的方式使用，对原有的业务无侵入。

一个典型的弹性负载主要分为两个部分：

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。

在上面的例子中，SourceTarget的副本上下限位2~4，表示当ElasticWorkload的replicas为2~4个副本时，会分配到sourceTarget，当超过4个副本时，会分配到弹性单元virtual-kubelet，而在弹性单元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。

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面的副本数目。

执行弹性负载模板后，您可以通过命令行查看当前的状态，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。

执行以下命令查看弹性负载状态。

kubectl describe ew elasticworkload-sample   # same as kubectl get elasticworkload

预期输出：

Name:     elasticworkload-sample
Namespace:  default
Labels:    <none>
Annotations: <none>
API Version: autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1
Kind:     ElasticWorkload
Metadata:
 Creation Timestamp: 2021-04-30T06:58:03Z
 Generation:     2
 Resource Version: 1126368056
 Self Link:     /apis/autoscaling.alibabacloud.com/v1beta1/namespaces/default/elasticworkloads/elasticworkload-sample
 UID:        a465de9e-1253-4cbe-8cd5-98393393e990
Spec:
 Elastic Unit:
  Labels:
   alibabacloud.com/eci: true
  Name:          virtual-kubelet
 Replicas:         6
 Source Target:
  API Version: apps/v1
  Kind:     Deployment
  Max:     4
  Min:     2
  Name:     nginx-deployment-basic
Status:
 Elastic Units Status:
  Desired Replicas: 2
  Name:       nginx-deployment-basic-unit-virtual-kubelet
  Update Timestamp: 2021-04-30T06:58:03Z
 Replicas:      6
 Selector:      app=nginx
 Source Target:
  API Version:    apps/v1
  Desired Replicas: 4
  Kind:       Deployment
  Name:       nginx-deployment-basic
  Update Timestamp: 2021-04-30T06:58:03Z
Events:
 Type  Reason         Age         From       Message
 ----  ------         ----         ----       -------
 Normal UnitCreation      110s         ElasticWorkload ElasticWorkloadUnit nginx-deployment-basic-unit-virtual-kubelet created
 Normal ElasticWorkloadUpdate 110s (x2 over 110s) ElasticWorkload ElasticWorkload update
 Normal UnitUpdate       110s         ElasticWorkload ElasticWorkloadUnit virtual-kubelet has been updated

当下发弹性负载的模板后，可以查看Pod的情况。可以发现弹性负载克隆出了新的Deployment与Pod，并且Deployment的Pod副本数目是根据上述的规则进行动态分配的。

执行以下命令查看Pod详情。

kubectl get pod -o wide

预期输出：

NAME                              READY  STATUS  RESTARTS  AGE  IP       NODE              NOMINATED NODE  READINESS GATES
nginx-deployment-basic-769f84b5cf-hdmlw            1/1   Running  0     46m  172.26.240.69  cn-hangzhou.10.1.84.111     <none>      <none>
nginx-deployment-basic-769f84b5cf-lmd99            1/1   Running  0     46m  172.26.240.6  cn-hangzhou.10.1.84.112     <none>      <none>
nginx-deployment-basic-769f84b5cf-nbp5c            1/1   Running  0     30m  172.26.240.75  cn-hangzhou.10.1.84.111     <none>      <none>
nginx-deployment-basic-769f84b5cf-scj68            1/1   Running  0     30m  172.26.240.11  cn-hangzhou.10.1.84.112     <none>      <none>
nginx-deployment-basic-unit-virtual-kubelet-594f86b5c9-8z876  1/1   Running  0     10m  10.1.84.119   virtual-kubelet-cn-hangzhou-i  <none>      <none>
nginx-deployment-basic-unit-virtual-kubelet-594f86b5c9-drxvq  1/1   Running  0     10m  10.1.84.118   virtual-kubelet-cn-hangzhou-i  <none>      <none>

此外，弹性负载也支持与HPA配合使用，可以将HPA作用在弹性负载上，如上图，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，那么会优先将弹性单元的副本进行缩容。

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

说明

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。