Oracle Cloud Hangout Cafe Season 4 #5「Kubernetesのオートスケーリング」(2021年8月4日開催)

2024年5月29日(水)
仁井田 拓也
第2弾の連載第6回では、2021年8月4日に開催された「Oracle Cloud Hangout Cafe Season4 #5『Kubernetesのオートスケーリング』」の発表内容に基づいて紹介していきます。

HPAリソースの定義

ここからは、HPAリソースの定義方法を説明します。HPAリソースに定義する内容は、主に以下の4つです。

項目 フィールド 内容
スケール対象 .spec.scaleTargetRef スケール対象リソースのapiVersion、kind、nameを指定。基本はapiVersion: apps/v1、kind: Deploymentを指定
スケール範囲 .spec.minReplicas
.spec.maxReplicas
スケール時のPodのレプリカ数の最小値と最大値を指定
スケール条件となるメトリクス .spec.metrics スケール条件にするメトリクスを指定。CPU/メモリの他にカスタムメトリクスも指定できる
スケール時の振る舞い .spec.behavior スケール時のリードタイムとレプリカ増減のポリシーを指定

実際のHPAリソース例は以下です*1

*1: セッション当時はHPAリソースをapiVersion: autoscaling/v2beta2として解説しましたが、この記事では最新のapiVersion: autoscaling/v2を用います。そのため、セッション資料とは異なるフィールドや値が存在します
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: php-apache
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: php-apache
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50
  behavior:
    scaleUp:
      stabilizationWindowSeconds: 60 
      policies:
      - type: Percent
        value: 100
        periodSeconds: 15
    scaleDown:
      stabilizationWindowSeconds: 300
      policies:
      - type: Percent
        value: 10
        periodSeconds: 60
      - type: Pods
        value: 4
        periodSeconds: 60
      selectPolicy: Max

この定義を先ほどの表に当てはめると以下になります。

項目 フィールド 定義
スケール対象 .spec.scaleTargetRef php-apacheという名前のDeploymentが対象
スケール範囲 .spec.minReplicas
.spec.maxReplicas
最小レプリカ数が1、最大レプリカ数が10
スケール条件となるメトリクス .spec.metrics Podの平均CPU利用率が50%となるようにレプリカ数を調整
スケール時の振る舞い .spec.behavior 後述

スケール時の振る舞いについて補足します。上記の例では、以下の定義になります。

  behavior:
    scaleUp:
      stabilizationWindowSeconds: 60 
      policies:
      - type: Percent
        value: 100
        periodSeconds: 15
    scaleDown:
      stabilizationWindowSeconds: 300
      policies:
      - type: Percent
        value: 10
        periodSeconds: 60
      - type: Pods
        value: 4
        periodSeconds: 60
      selectPolicy: Max

まずは、スケールアウト時の挙動を説明します。

    scaleUp:
      stabilizationWindowSeconds: 60 
      policies:
      - type: Percent
        value: 100
        periodSeconds: 15

stabilizationWindowSecondsは、スケール条件を満たしてからスケールを行うまでのリードタイムです。そのため、今回はスケール開始まで60秒のリードタイムがあります。

次に、実際のスケール時の振る舞いです。今回の例ではスケール開始から15秒毎に判定が実施され、既存のレプリカ数を100%としてスケールアウト(ただし、最大レプリカ数を超過しない)します。例えば、現状のレプリカ数が3つの場合は、下図のイメージです。

スケールアウト

次に、スケールイン時の挙動です。

    scaleDown:
      stabilizationWindowSeconds: 300
      policies:
      - type: Percent
        value: 10
        periodSeconds: 60
      - type: Pods
        value: 4
        periodSeconds: 60
      selectPolicy: Max

stabilizationWindowSecondsは5分(300秒)です。

実際のスケール時の振る舞いですが、2通りのポリシーが定義されています。複数のポリシーが定義されている場合はselectPolicyによってどちらが選択されるかが決定します。今回の場合はMaxなので、削除するレプリカ数が多い方が選択されます。

ポリシーの1つ目は60秒おきに判定され、既存レプリカ数の10%分の数が削除されます。ポリシーの2つ目は60秒おきに判定され、既存レプリカ数から4つが削除されます。

例えば、今のレプリカ数が80個あり、必要なレプリカ数が10個の場合は下図のようにスケールインします。図に示すように、レプリカ数が40個まではPercentポリシー(既存レプリカ数の10%)が選択され、36個以下の場合はPodsポリシー(レプリカ数4個)が選択されます。

スケールイン

日本オラクル株式会社

Oracle Groundbreaker Advocate
Senior Cloud Solution Engineer

日本オラクル株式会社所属。SIerにて様々なOSSを活用したシステム開発を経験し現職。現在は、SIer時代の知見を活かし、ソリューションアーキテクトとしてクラウドでのアプリケーション開発やクラウドネイティブ技術に関する技術/案件支援に従事。

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