【每日一个云原生小技巧 #44】Kubernetes VPA（Pod 纵向自动扩缩）

Kubernetes VPA 自动调整 Pod 中容器的 CPU 和内存资源限制。不同于水平自动扩缩（HPA），它关注的是单个 Pod 的资源分配，而不是增加或减少 Pod 的数量。

使用场景

1. 资源使用不均匀的应用：对于那些其资源需求随时间变化较大的应用，VPA 可以帮助自动调整资源配置，以满足变化的需求。
2. 优化成本：通过精确调整资源分配，VPA 可以帮助减少资源浪费，从而优化云成本。
3. 简化管理：VPA 自动管理 Pod 的资源配置，减少了人工干预的需要，使运维人员可以专注于其他任务。

使用技巧

1. 适当配置 VPA：VPA 的配置需要根据应用的具体需求来定制。例如，可以设置资源的最小和最大限制，以防止过度分配或资源不足。
2. 理解更新模式：VPA 提供不同的更新模式，包括 "Off"（不自动更新资源配置），"Initial"（仅在 Pod 启动时设置资源配置），"Recreate"（更改资源配置时重启 Pod），和 "Auto"（动态更新资源配置）。选择适合您场景的模式。
3. 与 HPA 兼容：当同时使用 HPA 和 VPA 时，需要确保它们不会相互冲突。例如，VPA 不应该在 HPA 正在根据 CPU 使用率扩缩时大幅增加 CPU 资源限制。
4. 监控和调整：监控 VPA 的影响，并根据需要调整配置。VPA 的调整可能不总是完美的，需要根据实际运行情况进行微调。

使用案例

为一个 Node.js 应用配置 VPA

场景描述：假设您有一个 Node.js 应用运行在 Kubernetes 上，您想要自动调整其资源配置，以适应不同的负载条件。

步骤：

部署 Node.js 应用：

首先，创建一个简单的 Node.js 应用部署：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nodejs-app
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nodejs-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nodejs-app
    spec:
      containers:
      - name: nodejs
        image: node:14
        ports:
        - containerPort: 8080

应用这个配置文件来创建部署：

kubectl apply -f nodejs-app-deployment.yaml

配置 VPA：

接下来，创建一个 VPA 配置来自动调整部署的资源配置：

apiVersion: autoscaling.k8s.io/v1
kind: VerticalPodAutoscaler
metadata:
  name: nodejs-app-vpa
spec:
  targetRef:
    apiVersion: "apps/v1"
    kind: Deployment
    name: nodejs-app
  updatePolicy:
    updateMode: "Auto"
  resourcePolicy:
    containerPolicies:
      - containerName: nodejs
        minAllowed:
          cpu: "250m"
          memory: "128Mi"
        maxAllowed:
          cpu: "2"
          memory: "1Gi"

这个 VPA 配置将自动调整 nodejs-app 部署的资源限制，在最小和最大限制范围内动态调整。

应用 VPA 配置：

使用以下命令应用 VPA 配置：

kubectl apply -f nodejs-app-vpa.yaml

监控和调整：

监控应用的性能和 VPA 的调整情况。如果需要，根据应用的具体表现调整 VPA 的配置。

通过这个案例，您可以看到如何为 Kubernetes 中的应用配置 VPA，以便根据实际负载自动调整其资源分配。这有助于确保应用始终有适当的资源来处理其工作负载，同时避免资源浪费。