Какие существуют виды масштабирования в Kubernetes и как они работают?

Ответ

В Kubernetes существует три основных механизма автоматического масштабирования, работающих на разных уровнях:

Horizontal Pod Autoscaler (HPA) — Горизонтальное масштабирование подов
- Что делает: Автоматически изменяет количество реплик (подов) для Deployment, ReplicaSet или StatefulSet.
- Как работает: HPA периодически запрашивает метрики (по умолчанию — загрузка CPU и использование памяти) у Metrics Server. Если текущие значения превышают или становятся значительно ниже целевых, HPA изменяет количество реплик.
- Пример: Если целевая загрузка CPU установлена на 50%, а средняя загрузка по всем подам достигает 75%, HPA создаст новые поды, чтобы снизить среднюю нагрузку.
```
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: myapp-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: myapp
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50
```
Vertical Pod Autoscaler (VPA) — Вертикальное масштабирование подов
- Что делает: Автоматически настраивает запросы (requests) и лимиты (limits) на CPU и память для существующих подов.
- Как работает: VPA анализирует историческое потребление ресурсов подами и предлагает оптимальные значения. Для применения новых значений VPA перезапускает под, что может привести к кратковременной недоступности.
- Основное применение: Чаще используется в режиме "рекомендаций" для подбора оптимальных resources на этапе разработки и тестирования.
Cluster Autoscaler (CA) — Масштабирование кластера
- Что делает: Автоматически добавляет или удаляет узлы (ноды, виртуальные машины) в кластере.
- Как работает: CA следит за подами в состоянии Pending. Если под не может быть размещен из-за нехватки ресурсов (CPU, RAM) на всех доступных нодах, CA обращается к API облачного провайдера (AWS, GCP, Azure) и заказывает новую ноду. Он также может удалять недостаточно загруженные ноды для экономии средств.

Ключевые особенности:

HPA и VPA несовместимы: Нельзя одновременно использовать HPA и VPA для управления одними и теми же метриками (CPU/память).
HPA идеально подходит для stateless-приложений.
CA необходим в облачных средах для эффективного управления стоимостью инфраструктуры.