使用 SkyWalking 进行 HPA

Apache SkyWalking Cloud on Kubernetes (SWCK) 提供了一个外部度量适配器，从中 Kubernetes 水平 Pod 自动缩放（HPA）控制器可以检索度量数据。用户可以将 SWCK 适配器部署到 TSB 控制平面中，以从 Observability Analysis Platform (OAP) 服务中获取目标度量数据。

在开始之前，请确保你已经：

熟悉 TSB 概念
安装了 TSB 演示环境
部署了 Istio Bookinfo 示例应用程序

验证 SWCK 度量适配器

SWCK 适配器负责管理 OAP 组件等。

该适配器应在安装 TSB 演示配置文件时已安装。要验证适配器是否成功部署，请检查相应的 Pod 是否已正确启动。

kubectl get po -n istio-system

... <snip> ...
istio-system-custom-metrics-apiserver-7cdbb5bdbb-zmwh7   1/1     Running   0    5m54s

如果由于某种原因以下资源未正确更新/生成，请尝试手动删除它们。删除它们应触发创建一个新的 Pod，具有最新的配置：

apiservice/v1beta1.external.metrics.k8s.io
rolebinding/istio-system-custom-metrics-auth-reader（在 kube-system 命名空间中）

HPA 配置

要启用使用 SWCK 适配器的 HorizontalPodAutoscaler，你需要使用 External 度量类型来设置配置。

External 度量类型允许你根据 OAP 集群中可用的任何度量数据自动调整你的集群。要使用此功能，请提供一个带有名称和选择器的度量块，并使用 External 度量类型。

kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: productpage-hpa-external-metrics
spec:
- type: External
  external:
    metric:
      name: <metric_name>
      metricSelector:
        matchLabels:
          <label_key>: <label_value>
          ...
    target:
      ....

metric_name 应为 Observability Analysis Language (OAL) 或其他子系统生成的度量名称。

label_key 是 SkyWalking 度量的实体名称。如果 label_value 包含除 “."、"-” 和 “_” 之外的特殊字符，则应该使用 “byte” 标签将其编码为十六进制字节。service.str.<number> 将表示标签值的文字，而service.byte.<number> 可以用于表示十六进制字节的特殊字符。

例如，如果服务名称为 v1|productpage|bookinfo|demo，则 matchLabels 应如下所示：

matchLabels:
  "service.str.0":  "v1"
  "service.byte.1": "7c" # "|" 的十六进制字节
  "service.str.2":  "productpage"
  "service.byte.3": "7c"
  "service.str.4":  "bookinfo"
  "service.byte.5": "7c"
  "service.str.6":  "demo"

请注意，字节标签只接受单个字符。这意味着输入如 || 的情况应该被转换为两个条目，包括 "service.byte.0":"7c" 和 "service.byte.1":"7c"，而不是 service.byte.0:"7c7c"。

label_keys 可以包含用于服务名称、服务实例、端点名称和查询标签的实体名称。例如，要编码服务名称，你将使用 "service.str.<number>" 或 "service.byte.<number>"，要编码端点，你将使用 "endpoint.str.<number>" 和 "endpoint.byte.<number>"，依此类推。

一个综合示例

假设你想要自动调整部署，以确保始终有足够的副本接受每分钟大约 80 个请求。

假设你的 “demo” 集群中的 “productpage-v1” 部署基于 OAP 中的 “service_cpm” 指标，并且服务名称为 “v1|productpage|demo|-"，则你的 HPA 清单应如下所示：

apiVersion: autoscaling/v2beta2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: productpage-hpa-external-metrics
spec:
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 5
  metrics:
  - type: External
    external:
      metric:
        name: tsb.tetrate.io|service_cpm
        selector:
          matchLabels:
            "service.str.0":  "v1"
            "service.byte.1": "7c"
            "service.str.2":  "productpage"
            "service.byte.3": "7c"
            "service.str.4":  "bookinfo"
            "service.byte.5": "7c"
            "service.str.6":  "demo"
            "service.byte.7": "7c"
            "service.byte.8": "2d"
      target:
        type: AverageValue
        value: 80
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: productpage-v1

一旦使用 kubectl apply -f 应用了上述清单，你应该在你的 bookinfo 命名空间中看到创建的 HPA：

kubectl get hpa -n bookinfo
NAME                               REFERENCE                         TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   
...<snip>...
productpage-hpa-external-metrics   Deployment/productpage-v1         0/80      1         5         1

要测试你的应用程序，请使用类似 Hey 的工具生成一些负载。最终，你应该看到 HPA 创建了更多的副本来处理负载：

kubectl get hpa -n bookinfo
NAME                               REFERENCE                         TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   
...<snip>...
productpage-hpa-external-metrics   Deployment/productpage-v1         2252/80   1         10        4

请阅读 SWCK 度量适配器文档以获取更多详细信息。