Scalabilità di un'applicazione


Questa pagina spiega come scalare un'applicazione di cui è stato eseguito il deployment in Google Kubernetes Engine (GKE).

Panoramica

Quando esegui il deployment di un'applicazione in GKE, devi definire quante repliche dell'applicazione che desiderano correre. Quando scala un'applicazione, aumenti o diminuisci il di repliche.

Ogni replica dell'applicazione rappresenta un pod Kubernetes che incapsula i container della tua applicazione.

Prima di iniziare

Prima di iniziare, assicurati di aver eseguito le seguenti attività:

  • Attiva l'API Google Kubernetes Engine.
  • Abilita l'API Google Kubernetes Engine .
  • Se vuoi utilizzare Google Cloud CLI per questa attività, install e poi inizializzare con gcloud CLI. Se hai già installato gcloud CLI, scarica la versione più recente eseguendo gcloud components update.

Ispezione di un'applicazione

Prima di scalare l'applicazione, devi ispezionarla e assicurarti che sia integro.

Per visualizzare tutte le applicazioni di cui è stato eseguito il deployment nel cluster, esegui questo comando:

kubectl get CONTROLLER

Sostituisci CONTROLLER con deployments, statefulsets, o un altro tipo di oggetto controller.

Ad esempio, se esegui kubectl get deployments e ne hai creato solo uno Deployment, l'output del comando dovrebbe essere simile al seguente:

NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
my-app                1         1         1            1           10m

L'output di questo comando è simile per tutti gli oggetti, ma potrebbe essere diverso. Per i deployment, l'output ha sei colonne:

  • NAME elenca i nomi dei deployment nel cluster.
  • DESIRED mostra il numero desiderato di repliche o lo stato desiderato, dell'applicazione, che definisci quando crei il deployment.
  • CURRENT mostra quante repliche sono attualmente in esecuzione.
  • UP-TO-DATE mostra il numero di repliche che sono state aggiornate in modo da raggiungere lo stato desiderato.
  • AVAILABLE mostra quante repliche dell'applicazione sono disponibili i tuoi utenti.
  • AGE mostra per quanto tempo l'applicazione è stata in esecuzione nel cluster.

In questo esempio esiste un solo deployment, my-app, che ha un solo di replica perché lo stato desiderato è una replica. Sei tu a definire lo stato desiderato al momento della creazione e puoi modificarlo in qualsiasi momento scalando un'applicazione.

Ispezione degli oggetti StatefulSet

Prima di scalare uno StatefulSet, devi esaminarlo eseguendo questo comando:

kubectl describe statefulset my-app

Nell'output di questo comando, controlla il campo Stato pod. Se Failed è maggiore di 0, la scalabilità potrebbe non riuscire.

Se uno StatefulSet non è integro, esegui queste operazioni:

  1. Recupera un elenco di pod e osserva quali pod sono in stato non integro:

    kubectl get pods
    
  2. Rimuovi il pod in stato non integro:

    kubectl delete POD_NAME
    

Il tentativo di scalare uno StatefulSet mentre è in stato non integro può causare un non disponibile.

Scalabilità di un'applicazione

Le sezioni seguenti descrivono ogni metodo che puoi utilizzare per scalare un'applicazione. Il metodo kubectl scale è il modo più rapido di scalare. Tuttavia, potresti preferire un altro metodo in alcune situazioni, ad esempio quando si aggiornano i file di configurazione o quando si eseguono modifiche locali.

Scalabilità kubectl

La kubectl scale consente di modificare istantaneamente il numero di repliche per eseguire l'applicazione.

Per utilizzare kubectl scale, specifica il nuovo numero di repliche impostando il parametro Flag --replicas. Ad esempio, per scalare my-app su quattro repliche, esegui seguente comando, sostituendo CONTROLLER con deployment, statefulset o un altro tipo di oggetto controller:

kubectl scale CONTROLLER my-app --replicas 4

Se l'operazione ha esito positivo, l'output di questo comando dovrebbe essere simile a deployment "my-app" scaled.

Quindi, esegui:

kubectl get CONTROLLER my-app

L'output dovrebbe essere simile al seguente:

NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
my-app                4         4         4            4           15m

kubectl apply

Puoi utilizzare kubectl apply per applicare un nuovo file di configurazione a un oggetto controller esistente. kubectl apply è utile per apportare più modifiche a una risorsa e può essere utile per gli utenti che preferiscono gestire le proprie risorse nei file di configurazione.

Per scalare utilizzando kubectl apply, il file di configurazione da te fornito deve includi un nuovo numero di repliche nel campo replicas dell'oggetto e la specifica del prodotto.

Di seguito è riportata una versione aggiornata del file di configurazione per di esempio my-app. L'esempio mostra un deployment, quindi Usa un altro tipo di controller, ad esempio uno StatefulSet, modifica kind di conseguenza. Questo esempio funziona meglio su un cluster con almeno tre nodi.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-app
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: app
    spec:
      containers:
      - name: my-container
        image: us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/hello-app:2.0

In questo file, il valore del campo replicas è 3. Quando questo di configurazione del deployment, l'oggetto my-app viene scalato a tre repliche.

Per applicare un file di configurazione aggiornato, esegui questo comando:

kubectl apply -f config.yaml

Quindi, esegui:

kubectl get CONTROLLER my-app

L'output dovrebbe essere simile al seguente:

NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
my-app                3         3         3            3           15m

Console

Per scalare un carico di lavoro nella console Google Cloud, segui questi passaggi:

  1. Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console Google Cloud.

    Vai a Carichi di lavoro

  2. Nell'elenco dei carichi di lavoro, fai clic sul nome del carico di lavoro che vuoi scalare.

  3. Fai clic su Azioni > Scala > Modifica repliche.

  4. Inserisci il nuovo numero di repliche per il carico di lavoro.

  5. Fai clic su Scala.

Scalabilità automatica dei deployment

Puoi scalare automaticamente i deployment in base all'utilizzo della CPU dei pod utilizzando kubectl autoscale o dal menu Carichi di lavoro GKE nella nella console Google Cloud.

kubectl autoscale

kubectl autoscale crea un oggetto HorizontalPodAutoscaler (o HPA) che ha come target un specificato (chiamato scala target) e la scala in base alle esigenze. HPA regola periodicamente il numero di repliche del target della scala in modo che corrisponda l'utilizzo medio della CPU specificato.

Quando utilizzi kubectl autoscale, specifichi un numero massimo e minimo di repliche per la tua applicazione, oltre a un target di utilizzo della CPU. Per ad esempio per impostare il numero massimo di repliche su sei e il minimo su Quattro, con un target di utilizzo della CPU del 50%, esegui questo comando: :

kubectl autoscale deployment my-app --max 6 --min 4 --cpu-percent 50

In questo comando, il flag --max è obbligatorio. Il flag --cpu-percent è l'utilizzo target della CPU su tutti i pod. Questo comando non scalare immediatamente il deployment a sei repliche, a meno che non ci sia già della domanda sistemica.

Dopo aver eseguito kubectl autoscale, l'oggetto HorizontalPodAutoscaler viene creato e destinato all'applicazione. In caso di variazione del carico, l'oggetto aumenta o diminuisce le repliche dell'applicazione.

Per ottenere un elenco degli oggetti HorizontalPodAutoscaler nel tuo cluster, esegui:

kubectl get hpa

Per visualizzare un oggetto HorizontalPodAutoscaler specifico nel tuo cluster, esegui:

kubectl get hpa HPA_NAME

Sostituisci HPA_NAME con il nome del tuo Oggetto HorizontalPodAutoscaler.

Per visualizzare la configurazione di HorizontalPodAutoscaler:

kubectl get hpa HPA_NAME -o yaml

L'output di questo comando è simile al seguente:

apiVersion: v1
items:
- apiVersion: autoscaling/v1
  kind: HorizontalPodAutoscaler
  metadata:
    creationTimestamp: ...
    name: HPA_NAME
    namespace: default
    resourceVersion: "664"
    selfLink: ...
    uid: ...
  spec:
    maxReplicas: 10
    minReplicas: 1
    scaleTargetRef:
      apiVersion: apps/v1
      kind: Deployment
      name: HPA_NAME
    targetCPUUtilizationPercentage: 50
  status:
    currentReplicas: 0
    desiredReplicas: 0
kind: List
metadata: {}
resourceVersion: ""
selfLink: ""

In questo output di esempio, il campo targetCPUUtilizationPercentage contiene la Valore percentuale di 50 trasmesso dall'esempio kubectl autoscale.

Per visualizzare una descrizione dettagliata di un oggetto HorizontalPodAutoscaler specifico nel cluster:

kubectl describe hpa HPA_NAME

Puoi modificare HorizontalPodAutoscaler applicando una nuova configurazione file con kubectl apply, utilizzando kubectl edit o con kubectl patch.

Per eliminare un oggetto HorizontalPodAutoscaler:

kubectl delete hpa HPA_NAME

Console

Per scalare automaticamente un deployment, segui questi passaggi:

  1. Vai alla pagina Carichi di lavoro nella console Google Cloud.

    Vai a Carichi di lavoro

  2. Nell'elenco dei carichi di lavoro, fai clic sul nome del deployment che vuoi con la scalabilità automatica.

  3. Fai clic su Azioni > Scalabilità automatica.

  4. Inserisci il Numero massimo di repliche e, facoltativamente, il Valore minimo di repliche per il deployment.

  5. In Metriche di scalabilità automatica, seleziona e configura le metriche come preferisci.

  6. Fai clic su Scalabilità automatica.

Scalabilità automatica con metriche personalizzate

Puoi scalare i tuoi deployment in base a metriche personalizzate. esportate da Cloud Monitoring.

Per scoprire come utilizzare le metriche personalizzate per la scalabilità automatica dei deployment, consulta le Scalabilità automatica dei deployment con metriche personalizzate tutorial di Google Cloud.

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