STARBUCKET BLOG — 阿里云ACK集群HPA+智能托管节点池,实现服务动态扩缩容

实现服务的动态扩缩容是提升系统弹性和资源利用率的关键手段。阿里云容器服务 ACK（Alibaba Cloud Container Service for Kubernetes）结合水平自动扩缩容（HPA，Horizontal Pod Autoscaler）与智能托管节点池，为用户提供了一套高效、智能的弹性伸缩解决方案。通过 HPA 根据应用负载自动调整 Pod 副本数，配合智能托管节点池自动管理底层计算资源，ACK 集群能够实现从应用层到基础设施层的全链路动态扩缩容，确保服务在负载波动时平稳运行，既满足业务需求，又优化了成本效益。本文将深入解析基于阿里云 ACK 集群的 HPA 与智能托管节点池的协同工作机制。

主要作用：

使用 Horizontal Pod Autoscaler (HPA) 进行 Pod 的自动扩缩容，并结合扩缩容节点池（Managed Node Pool）来动态调整集群的计算资源，以应对突发流量波动或大量的HTTP短连接请求。

前置条件

1. 拥有有效的阿里云账号，并具备创建和管理容器服务、弹性伸缩及云服务器相关资源的权限。
1. 一个稳定运行的阿里云 ACK 集群，版本建议为支持 HPA 和智能托管节点池功能的较新版本（如 1.33 及以上）
1. ACK 集群中已启用并配置智能托管节点池，节点池具备自动弹性伸缩能力，并可根据负载自动调整节点数量。

1. 配置容缩池污点和标签

污点（Taints） 1. 名称：node.demo.com/os 2. Effect：NoSchedule 3. 值: containeros
节点标签（Labels） 1. 名称：alibabacloud.com/os 2. 值： containeros

2. 配置服务的HPA容缩策略

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: nginx-hpa
  namespace: default
spec:
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 2 # 测试2/生产5-6
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: nginx
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: memory
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 100 # 所需资源达到100%
  behavior:                          # 扩缩策略
    scaleUp:
      stabilizationWindowSeconds: 60   # 扩容前观察 30 秒，避免抖动
      policies:
      - type: Percent
        value: 50
        periodSeconds: 30     # 每 60 秒执行一次
      - type: Pods
        value: 1     # 或者每次最多扩容 1 个 Pod
        periodSeconds: 30     
      selectPolicy: Min              # 选择扩容数量最少的策略
    scaleDown:                       # 缩容策略
      stabilizationWindowSeconds: 60
      policies:
      - type: Pods
        value: 1
        periodSeconds: 30     
      selectPolicy: Min

3. 配置节点软亲和度和反亲和度

spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            - preference:
                matchExpressions:
                  - key: alibabacloud.com/os
                    operator: NotIn
                    values:
                      - containeros
              weight: 100
        podAntiAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            - labelSelector:
                matchExpressions:
                  - key: app
                    operator: In
                    values:
                      - nginx
              topologyKey: kubernetes.io/hostname

4. 配置容忍度

tolerations:
  - key: node.demo.com/os
    operator: Equal
    value: containeros
    effect: NoSchedule

5. 扩容阐述

1. 当前使用率 > 目标使用率时，服务会先监听30s看阈值是否一直占用（stabilizationWindowSeconds: 30），之后会自动进行扩容，默认为：1
1. 当前使用率 < 目标使用率时，根据期望副本数 = [当前副本数 × (当前指标值 / 目标指标值)] 进行自动缩容
1. 当默认节点池的资源不足以创建新的pod时，缩容节点池会自动创建新节点。