Kubernetes 自動擴縮集群DNS服務

自動擴縮集群 DNS 服務

本頁展示了如何在集群中啟用和配置 DNS 服務的自動擴縮功能。

在開始之前

• 你必須擁有一個 Kubernetes 的集群，同時你的 Kubernetes 集群必須帶有 kubectl 命令行工具。 建議在至少有兩個節(jié)點的集群上運行本教程，且這些節(jié)點不作為控制平面主機。 如果你還沒有集群，你可以通過 Minikube 構建一個你自己的集群，或者你可以使用下面任意一個 Kubernetes 工具構建：
• Katacoda
• 玩轉 Kubernetes

要檢查版本，請輸入 ?kubectl version?。

• 本指南假設你的節(jié)點使用 AMD64 或 Intel 64 CPU 架構
• 確保已啟用 DNS 功能本身。
• 建議使用 Kubernetes 1.4.0 或更高版本。

確定 DNS 水平自動擴縮特性是否已經(jīng)啟用

在 kube-system 命名空間中列出集群中的 Deployments ：

kubectl get deployment --namespace=kube-system

輸出類似如下這樣：

NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
...
dns-autoscaler        1         1         1            1           ...
...

如果在輸出中看到 “dns-autoscaler”，說明 DNS 水平自動擴縮已經(jīng)啟用，可以跳到 調優(yōu)自動擴縮參數(shù)。

獲取 DNS Deployment 的名稱

列出集群內(nèi) kube-system 名字空間中的 DNS Deployment：

kubectl get deployment -l k8s-app=kube-dns --namespace=kube-system

輸出類似如下這樣：

NAME      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
...
coredns   2/2     2            2           ...
...

如果看不到 DNS 服務的 Deployment，你也可以通過名字來查找：

kubectl get deployment --namespace=kube-system

并在輸出中尋找名稱為 ?coredns ?或 ?kube-dns? 的 Deployment。

你的擴縮目標為：

Deployment/<your-deployment-name>

其中 ?<your-deployment-name>? 是 DNS Deployment 的名稱。 例如，如果你的 DNS Deployment 名稱是 ?coredns?，則你的擴展目標是 Deployment/coredns。

Note: CoreDNS 是 Kubernetes 的默認 DNS 服務。CoreDNS 設置標簽 ?k8s-app=kube-dns?， 以便能夠在原來使用 ?kube-dns? 的集群中工作。

啟用 DNS 水平自動擴縮 

在本節(jié)，我們創(chuàng)建一個 Deployment。Deployment 中的 Pod 運行一個基于 ?cluster-proportional-autoscaler-amd64? 鏡像的容器。

創(chuàng)建文件 ?dns-horizontal-autoscaler.yaml?，內(nèi)容如下所示：

kind: ServiceAccount
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-dns-autoscaler
  namespace: kube-system
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: system:kube-dns-autoscaler
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["nodes"]
    verbs: ["list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["replicationcontrollers/scale"]
    verbs: ["get", "update"]
  - apiGroups: ["apps"]
    resources: ["deployments/scale", "replicasets/scale"]
    verbs: ["get", "update"]
# 待以下 issue 修復后，請刪除 Configmaps
# kubernetes-incubator/cluster-proportional-autoscaler#16
  - apiGroups: [""]
    resources: ["configmaps"]
    verbs: ["get", "create"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: system:kube-dns-autoscaler
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: kube-dns-autoscaler
    namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: system:kube-dns-autoscaler
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kube-dns-autoscaler
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-dns-autoscaler
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
spec:
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-dns-autoscaler
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-dns-autoscaler
    spec:
      priorityClassName: system-cluster-critical
      securityContext:
        seccompProfile:
          type: RuntimeDefault
        supplementalGroups: [ 65534 ]
        fsGroup: 65534
      nodeSelector:
        kubernetes.io/os: linux
      containers:
      - name: autoscaler
        image: k8s.gcr.io/cpa/cluster-proportional-autoscaler:1.8.4
        resources:
            requests:
                cpu: "20m"
                memory: "10Mi"
        command:
          - /cluster-proportional-autoscaler
          - --namespace=kube-system
          - --configmap=kube-dns-autoscaler
          # 應該保持目標與 cluster/addons/dns/kube-dns.yaml.base 同步
          - --target=<SCALE_TARGET>
          #當集群使用大節(jié)點（有更多核）時，“coresPerReplica”應該占主導地位。
          #如果使用小節(jié)點，“nodesPerReplica“ 應該占主導地位。
          - --default-params={"linear":{"coresPerReplica":256,"nodesPerReplica":16,"preventSinglePointFailure":true,"includeUnschedulableNodes":true}}
          - --logtostderr=true
          - --v=2
      tolerations:
      - key: "CriticalAddonsOnly"
        operator: "Exists"
      serviceAccountName: kube-dns-autoscaler

在文件中，將 ?<SCALE_TARGET>? 替換成擴縮目標。

進入到包含配置文件的目錄中，輸入如下命令創(chuàng)建 Deployment：

kubectl apply -f dns-horizontal-autoscaler.yaml

一個成功的命令輸出是：

deployment.apps/dns-autoscaler created

DNS 水平自動擴縮在已經(jīng)啟用了。

調優(yōu)自動擴縮參數(shù) 

驗證 dns-autoscaler ConfigMap 是否存在：

kubectl get configmap --namespace=kube-system

輸出類似于：

NAME                  DATA      AGE
...
dns-autoscaler        1         ...
...

修改該 ConfigMap 中的數(shù)據(jù)：

kubectl edit configmap dns-autoscaler --namespace=kube-system

找到如下這行內(nèi)容：

linear: '{"coresPerReplica":256,"min":1,"nodesPerReplica":16}'

根據(jù)需要修改對應的字段?！癿in” 字段表明 DNS 后端的最小數(shù)量。 實際后端的數(shù)量通過使用如下公式來計算：

replicas = max( ceil( cores * 1/coresPerReplica ) , ceil( nodes * 1/nodesPerReplica ) )

注意 ?coresPerReplica ?和 ?nodesPerReplica ?的值都是整數(shù)。

背后的思想是，當一個集群使用具有很多核心的節(jié)點時，由 ?coresPerReplica ?來控制。 當一個集群使用具有較少核心的節(jié)點時，由 ?nodesPerReplica ?來控制。

其它的擴縮模式也是支持的，詳情查看 cluster-proportional-autoscaler。

禁用 DNS 水平自動擴縮

有幾個可供調優(yōu)的 DNS 水平自動擴縮選項。具體使用哪個選項因環(huán)境而異。

選項 1：縮容 dns-autoscaler Deployment 至 0 個副本

該選項適用于所有場景。運行如下命令：

kubectl scale deployment --replicas=0 dns-autoscaler --namespace=kube-system

輸出如下所示：

deployment.apps/dns-autoscaler scaled

驗證當前副本數(shù)為 0：

kubectl get rs --namespace=kube-system

輸出內(nèi)容中，在 DESIRED 和 CURRENT 列顯示為 0：

NAME                                 DESIRED   CURRENT   READY   AGE
...
dns-autoscaler-6b59789fc8            0         0         0       ...
...

選項 2：刪除 dns-autoscaler Deployment 

如果 dns-autoscaler 為你所控制，也就說沒有人會去重新創(chuàng)建它，可以選擇此選項：

kubectl delete deployment dns-autoscaler --namespace=kube-system

輸出內(nèi)容如下所示：

deployment.apps "dns-autoscaler" deleted

選項 3：從主控節(jié)點刪除 dns-autoscaler 清單文件

如果 dns-autoscaler 在插件管理器 的控制之下，并且具有操作 master 節(jié)點的寫權限，可以使用此選項。

登錄到主控節(jié)點，刪除對應的清單文件。 dns-autoscaler 對應的路徑一般為：

/etc/kubernetes/addons/dns-horizontal-autoscaler/dns-horizontal-autoscaler.yaml

當清單文件被刪除后，插件管理器將刪除 dns-autoscaler Deployment。

理解 DNS 水平自動擴縮工作原理

• cluster-proportional-autoscaler 應用獨立于 DNS 服務部署。
• autoscaler Pod 運行一個客戶端，它通過輪詢 Kubernetes API 服務器獲取集群中節(jié)點和核心的數(shù)量。
• 系統(tǒng)會基于當前可調度的節(jié)點個數(shù)、核心數(shù)以及所給的擴縮參數(shù)，計算期望的副本數(shù)并應用到 DNS 后端。
• 擴縮參數(shù)和數(shù)據(jù)點會基于一個 ConfigMap 來提供給 autoscaler，它會在每次輪詢時刷新它的參數(shù)表， 以與最近期望的擴縮參數(shù)保持一致。
• 擴縮參數(shù)是可以被修改的，而且不需要重建或重啟 autoscaler Pod。
• autoscaler 提供了一個控制器接口來支持兩種控制模式：linear 和 ladder。