Usando o Kubernetes Vertical Pod Autoscaler

Descubra como usar o Kubernetes Vertical Pod Autoscaler para ajustar automaticamente as solicitações e os limites de recursos para contêineres em execução em pods em um cluster que você criou usando o Kubernetes Engine (OKE).

Observação

Você não pode usar o Kubernetes Vertical Pod Autoscaler com pools de nós virtuais.

Você pode usar o Kubernetes Vertical Pod Autoscaler para ajustar automaticamente as solicitações e os limites de recursos dos contêineres executados nos pods de uma implantação. O Vertical Pod Autoscaler pode melhorar a utilização de recursos do cluster:

Definindo solicitações automaticamente com base no uso para garantir que o valor de recurso apropriado esteja disponível para cada pod.
Mantendo proporções entre limites e solicitações que foram especificadas nas configurações iniciais dos contêineres.
Reduzindo pods que estão solicitando recursos em excesso, com base no uso ao longo do tempo.
Ampliando pods que estão solicitando recursos insuficientes, com base no uso ao longo do tempo.

O Vertical Pod Autoscaler tem três componentes:

Recomendador: Monitora o consumo de recursos atual e passado e fornece valores recomendados de solicitação de CPU e memória para um contêiner.
Atualizador: Verifica se há pods com recursos incorretos e os exclui, para que os pods possam ser recriados com os valores de solicitação atualizados.
Plug-in de Admissão: Define as solicitações corretas de recursos em novos pods (ou seja, pods recém-criados ou recriados pelo controlador deles devido a alterações feitas pelo Atualizador).

Para obter mais informações, consulte Vertical Pod Autoscaler e Gerenciando Recursos para Contêineres na documentação do Kubernetes.

Configure o Vertical Pod Autoscaler usando o objeto de definição de recurso personalizado VerticalPodAutoscaler. O objeto VerticalPodAutoscaler permite especificar os pods a serem verticalmente dimensionados de forma automática e quais recomendações de recursos aplicar (se houver). Para obter mais informações, consulte VerticalPodAutoscaler e Objeto de Definição de Recurso Personalizado na documentação do Kubernetes.

O Vertical Pod Autoscaler exige a instalação de uma origem de métricas, como o Kubernetes Metrics Server, no cluster. Para obter mais informações, consulte Implantando o Kubernetes Metrics Server em um Cluster.

Substituindo Faixas de Limites

O Vertical Pod Autoscaler tenta fazer recomendações dentro dos valores mínimo e máximo especificados por uma faixa de limites, se uma tiver sido definida. No entanto, se a faixa de limites aplicável estiver em conflito com os valores especificados na seção resourcePolicy do manifesto VerticalPodAutoscaler, o Vertical Pod Autoscaler dará prioridade à política de recursos e fará as recomendações corretamente (mesmo que os valores fiquem fora da faixa de limites). Para obter mais informações, consulte Faixas de Limites e Faixa de Limites de Substituição da Política de Recursos na documentação do Kubernetes.

Criando Recomendações sem Aplicá-las

Você pode usar o Vertical Pod Autoscaler para criar e aplicar recomendações ou simplesmente para criar recomendações (sem atualizar os pods). Para simplesmente criar recomendações sem aplicá-las, defina updateMode: "Off" na seção updatePolicy do manifesto VerticalPodAutoscaler.

Quando os pods são criados, o Vertical Pod Autoscaler analisa as necessidades de CPU e memória dos contêineres e registra essas recomendações no campo Status. O Vertical Pod Autoscaler não executa qualquer ação para atualizar as solicitações de recursos para os contêineres em execução.

Excluindo Contêineres Específicos

Você pode usar o Vertical Pod Autoscaler para criar e aplicar recomendações a todos os contêineres de um pod ou pode excluir seletivamente contêineres específicos. Para desativar recomendações para um contêiner específico, na seção resourcePolicy do manifesto VerticalPodAutoscaler, especifique um containerName e defina mode: "Off" na seção containerPolicies.

Observações sobre o Vertical Pod Autoscaler

Observe o seguinte:

No momento, é recomendável não usar o Vertical Pod Autoscaler com o Horizontal Pod Autoscaler nas métricas de utilização de CPU ou memória. No entanto, observe que você pode usar o Vertical Pod Autoscaler com o Horizontal Pod Autoscaler em métricas personalizadas e externas. Consulte Suporte para métricas personalizadas na documentação do Kubernetes.
As recomendações do Vertical Pod Autoscaler podem exceder os recursos disponíveis (por exemplo, tamanho do nó, tamanho disponível, cota disponível). Observe que a aplicação das recomendações pode fazer com que os pods entrem em um status pendente.
Sempre que o Vertical Pod Autoscaler atualiza recursos do pod, o pod é recriado, o que faz com que todos os contêineres em execução sejam reiniciados. Observe que o pod pode ser recriado em outro nó.
Você pode usar o Kubernetes Vertical Pod Autoscaler com pools de nós gerenciados, mas não com pools de nós virtuais.

Como Trabalhar com o Vertical Pod Autoscaler

As instruções a seguir orientam você na implantação do Vertical Pod Autoscaler em um cluster. Elas descrevem como:

Verificar se o Kubernetes Metrics Server foi instalado em um cluster.
Baixe e implante o Vertical Pod Autoscaler.
Implantar um aplicativo de amostra.
Exibir a operação de dimensionamento em ação.
Exibir a recomendação.
Limpar, removendo o aplicativo de amostra e o Vertical Pod Autoscaler.

Etapa 1: Verificar a Instalação do Kubernetes Metrics Server

Se você ainda não tiver feito isso, siga as etapas para configurar o arquivo de configuração kubeconfig do cluster e (se necessário) defina a variável de ambiente KUBECONFIG para apontar para o arquivo. Observe que você deve configurar seu próprio arquivo kubeconfig. Não é possível acessar um cluster usando um arquivo kubeconfig que outro usuário tenha configurado. Consulte Configurando o Acesso ao Cluster.
Confirme se o Kubernetes Metrics Server foi implantado com sucesso no cluster e se está disponível digitando:
```
kubectl -n kube-system get deployment/metrics-server
```
Se o comando retornar um erro `Not Found`, implante o Kubernetes Metrics Server no cluster antes de continuar. Consulte Implantando o Kubernetes Metrics Server em um Cluster.

Etapa 2: Fazer Download e Implantar o Vertical Pod Autoscaler

Faça download do código de origem do Vertical Pod Autoscaler no GitHub. Por exemplo, informando:
```
git clone -b vpa-release-0.8 https://github.com/kubernetes/autoscaler.git
```
Altere para o diretório vertical-pod-autoscaler:
```
cd autoscaler/vertical-pod-autoscaler
```
Se você implantou anteriormente o Vertical Pod Autoscaler, exclua-o digitando:
```
./hack/vpa-down.sh
```
Implante o Vertical Pod Autoscaler digitando:
```
./hack/vpa-up.sh
```
Verifique se os pods do Vertical Pod Autoscaler foram criados com sucesso digitando:
```
kubectl get pods -n kube-system
```
A saída do comando anterior mostra os pods:
```
vpa-admission-controller-59d9965cfb-bzs8l 1/1 Running 0 6m34s
vpa-recommender-5bcb58569-mqdds 1/1 Running 0 6m43s
vpa-updater-5979cbf757-scw2d 1/1 Running 0 6m46s
```
Observe que você provavelmente verá nomes e números diferentes.

Etapa 3: Implantar o Aplicativo de Amostra

Implante o aplicativo hamster de amostra para criar uma implantação e um Vertical Pod Autoscaler correspondente, digitando:
```
kubectl apply -f examples/hamster.yaml
```
A saída do comando anterior confirma a implantação e a criação:
```
verticalpodautoscaler.autoscaling.k8s.io/hamster-vpa created
deployment.apps/hamster created
```
A implantação do aplicativo hamster cria uma implantação com dois pods e um Vertical Pod Autoscaler apontando para a implantação.
Verifique se os pods do hamster foram criados com sucesso digitando:
```
kubectl get pods -l app=hamster
```
A saída do comando acima confirma a criação:
```
NAME                     READY STATUS  RESTARTS AGE
hamster-7cbfd64f57-mqqnk 1/1   Running 0        54s
hamster-7cbfd64f57-rq6wv 1/1   Running 0        55s
```
Observe que você provavelmente verá nomes diferentes para os pods do hamster.
Exiba as reservas de CPU e memória usando o comando kubectl describe pod e um dos nomes de pods do hamster retornados na etapa anterior. Por exemplo:
```
kubectl describe pod hamster-7cbfd64f57-rq6wv
```
Observe que o comando anterior é apenas um exemplo. Use um dos nomes de pods do hamster que foram retornados quando você executou o comando kubectl get pods -l app=hamster na etapa anterior.
Na seção de solicitações da saída, você pode ver as reservas atuais de CPU e memória do pod. Por exemplo:
```
Requests:
      cpu:        100m
      memory:     50Mi
```
O Vertical Pod Autoscaler (especificamente, o Recomendador) analisa os pods e observa o comportamento deles para determinar se essas reservas de CPU e memória são apropriadas. Observe que você poderá ver diferentes reservas de CPU e memória.
As reservas não são suficientes porque o aplicativo hamster de amostra está deliberadamente com falta de recursos. Cada pod executa um único contêiner que:
- solicita 100 milinúcleos, mas tenta utilizar mais de 500 milinúcleos
- reserva muito menos memória do que precisa para ser executado

Etapa 4: Exibir a Operação de Dimensionamento

Tendo analisado os pods originais no aplicativo hamster de amostra e determinado que as reservas de CPU e memória são inadequadas, o Vertical Pod Autoscaler (especificamente o Atualizador) inicia novamente os pods com valores diferentes, conforme proposto pelo Recomendador. Observe que o Vertical Pod Autoscaler não modifica o modelo na implantação, mas atualiza as solicitações reais dos pods.

Monitore os pods no aplicativo hamster de amostra e aguarde o Atualizador iniciar um novo pod do hamster com um novo nome, digitando:
```
kubectl get --watch pods -l app=hamster
```
Quando você vir que um novo pod do hamster foi iniciado, exiba as reservas de CPU e memória usando o comando kubectl describe pod e o nome do pod. Por exemplo:
```
kubectl describe pod hamster-7cbfd64f57-wmg4
```
Na seção de solicitações da saída, você pode ver as reservas de CPU e memória do novo pod:
```
    Requests:
      cpu:        587m
      memory:     262144k
```
No exemplo acima, observe que a reserva de CPU aumentou para 587 milinúcleos e a reserva de memória aumentou para 262,144 Kilobytes. O pod original estava com falta de recursos e o Vertical Pod Autoscaler corrigiu as reservas originais com valores mais apropriados. Observe que você poderá ver diferentes reservas de CPU e memória.

Etapa 5: Exibir a Recomendação

Exiba as recomendações feitas pelo Vertical Pod Autoscaler (especificamente, pelo Recomendador) digitando:

kubectl describe vpa/hamster-vpa

A saída do comando anterior mostra as recomendações:

Name:         hamster-vpa
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                {"apiVersion":"autoscaling.k8s.io/v1beta2","kind":"VerticalPodAutoscaler","metadata":{"annotations":{},"name":"hamster-vpa","namespace":"d...
API Version:  autoscaling.k8s.io/v1
Kind:         VerticalPodAutoscaler
Metadata:
  Creation Timestamp:  2020-09-22T18:08:09Z
  Generation:          27
  Resource Version:    19466955
  Self Link:           /apis/autoscaling.k8s.io/v1/namespaces/default/verticalpodautoscalers/hamster-vpa
  UID:                 689cee90-6fed-404d-adf9-b6fa8c1da660
Spec:
  Resource Policy:
    Container Policies:
      Container Name:  *
      Controlled Resources:
        cpu
        memory
      Max Allowed:
        Cpu:     1
        Memory:  500Mi
      Min Allowed:
        Cpu:     100m
        Memory:  50Mi
  Target Ref:
    API Version:  apps/v1
    Kind:         Deployment
    Name:         hamster
  Update Policy:
    Update Mode:  Auto
Status:
  Conditions:
    Last Transition Time:  2020-09-22T18:10:10Z
    Status:                True
    Type:                  RecommendationProvided
  Recommendation:
    Container Recommendations:
      Container Name:  hamster
      Lower Bound:
        Cpu:     519m
        Memory:  262144k
      Target:
        Cpu:     587m
        Memory:  262144k
      Uncapped Target:
        Cpu:     587m
        Memory:  262144k
      Upper Bound:
        Cpu:     1
        Memory:  500Mi
Events:          <none>

Observe que talvez você veja recomendações diferentes.

Etapa 6: Limpar

Remova o aplicativo de amostra digitando:
```
kubectl delete -f examples/hamster.yaml
```
No diretório vertical-pod-autoscaler, exclua a implantação do Vertical Pod Autoscaler digitando:
```
./hack/vpa-down.sh
```

Documentação do Oracle Cloud Infrastructure