在集群中自动缩放 DNS 服务

本页面介绍如何在 Kubernetes 集群中启用和配置 DNS 服务的自动扩缩容。

准备工作

  • 您需要有一个 Kubernetes 集群，并且 kubectl 命令行工具必须配置为与您的集群通信。建议您在至少有两个节点且这些节点不充当控制平面主机的集群上运行本教程。如果您还没有集群，则可以使用 minikube 创建一个集群，或者可以使用以下 Kubernetes 游乐场之一

    要检查版本，请输入 kubectl version。

  • 本指南假设您的节点使用 AMD64 或 Intel 64 CPU 架构。

  • 确保 Kubernetes DNS 已启用。

确定是否已启用 DNS 水平自动扩缩容

列出 kube-system 命名空间 中集群中的 部署

kubectl get deployment --namespace=kube-system

输出类似于以下内容

NAME                   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
...
kube-dns-autoscaler    1/1     1            1           ...
...

如果在输出中看到“kube-dns-autoscaler”，则表示已启用 DNS 水平自动扩缩容，您可以跳至 调整自动扩缩容参数。

获取 DNS 部署的名称

列出 kube-system 命名空间中集群中的 DNS 部署

kubectl get deployment -l k8s-app=kube-dns --namespace=kube-system

输出类似于以下内容

NAME      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
...
coredns   2/2     2            2           ...
...

如果看不到 DNS 服务的部署，您也可以按名称查找

kubectl get deployment --namespace=kube-system

并查找名为 coredns 或 kube-dns 的部署。

您的扩缩目标是

Deployment/<your-deployment-name>

其中 <your-deployment-name> 是您的 DNS 部署的名称。例如，如果您的 DNS 部署名称为 coredns，则您的扩缩目标为 Deployment/coredns。

启用 DNS 水平自动扩缩容

在本节中，您将创建一个新的部署。部署中的 Pod 运行基于 cluster-proportional-autoscaler-amd64 镜像的容器。

使用以下内容创建一个名为 dns-horizontal-autoscaler.yaml 的文件

admin/dns/dns-horizontal-autoscaler.yaml 
kind: ServiceAccount
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-dns-autoscaler
  namespace: kube-system
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: system:kube-dns-autoscaler
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["nodes"]
    verbs: ["list", "watch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["replicationcontrollers/scale"]
    verbs: ["get", "update"]
  - apiGroups: ["apps"]
    resources: ["deployments/scale", "replicasets/scale"]
    verbs: ["get", "update"]
# Remove the configmaps rule once below issue is fixed:
# kubernetes-incubator/cluster-proportional-autoscaler#16
  - apiGroups: [""]
    resources: ["configmaps"]
    verbs: ["get", "create"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: system:kube-dns-autoscaler
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: kube-dns-autoscaler
    namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: system:kube-dns-autoscaler
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kube-dns-autoscaler
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-dns-autoscaler
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
spec:
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-dns-autoscaler
  template:
    metadata:
      labels:
        k8s-app: kube-dns-autoscaler
    spec:
      priorityClassName: system-cluster-critical
      securityContext:
        seccompProfile:
          type: RuntimeDefault
        supplementalGroups: [ 65534 ]
        fsGroup: 65534
      nodeSelector:
        kubernetes.io/os: linux
      containers:
      - name: autoscaler
        image: registry.k8s.io/cpa/cluster-proportional-autoscaler:1.8.4
        resources:
            requests:
                cpu: "20m"
                memory: "10Mi"
        command:
          - /cluster-proportional-autoscaler
          - --namespace=kube-system
          - --configmap=kube-dns-autoscaler
          # Should keep target in sync with cluster/addons/dns/kube-dns.yaml.base
          - --target=<SCALE_TARGET>
          # When cluster is using large nodes(with more cores), "coresPerReplica" should dominate.
          # If using small nodes, "nodesPerReplica" should dominate.
          - --default-params={"linear":{"coresPerReplica":256,"nodesPerReplica":16,"preventSinglePointFailure":true,"includeUnschedulableNodes":true}}
          - --logtostderr=true
          - --v=2
      tolerations:
      - key: "CriticalAddonsOnly"
        operator: "Exists"
      serviceAccountName: kube-dns-autoscaler

在文件中，将 <SCALE_TARGET> 替换为您的扩缩目标。

转到包含您的配置文件的目录，然后输入以下命令以创建部署

kubectl apply -f dns-horizontal-autoscaler.yaml

成功执行命令的输出为

deployment.apps/kube-dns-autoscaler created

DNS 水平自动扩缩容现已启用。

调整 DNS 自动扩缩容参数

验证 kube-dns-autoscaler 配置映射 是否存在

kubectl get configmap --namespace=kube-system

输出类似于以下内容

NAME                  DATA      AGE
...
kube-dns-autoscaler   1         ...
...

修改配置映射中的数据

kubectl edit configmap kube-dns-autoscaler --namespace=kube-system

查找以下行

linear: '{"coresPerReplica":256,"min":1,"nodesPerReplica":16}'

根据您的需要修改字段。“min”字段表示 DNS 后端的最小数量。实际的后端数量使用以下公式计算

replicas = max( ceil( cores × 1/coresPerReplica ) , ceil( nodes × 1/nodesPerReplica ) )

请注意，coresPerReplica 和 nodesPerReplica 的值均为浮点数。

其理念是，当集群使用具有许多核心的节点时，coresPerReplica 占主导地位。当集群使用核心较少的节点时，nodesPerReplica 占主导地位。

还有其他受支持的扩缩模式。有关详细信息，请参阅 cluster-proportional-autoscaler。

禁用 DNS 水平自动扩缩容

有几种调整 DNS 水平自动扩缩容的选项。使用哪个选项取决于不同的情况。

选项 1：将 kube-dns-autoscaler 部署缩减为 0 个副本

此选项适用于所有情况。输入以下命令

kubectl scale deployment --replicas=0 kube-dns-autoscaler --namespace=kube-system

输出为

deployment.apps/kube-dns-autoscaler scaled

验证副本计数是否为零

kubectl get rs --namespace=kube-system

输出在 DESIRED 和 CURRENT 列中显示 0

NAME                                  DESIRED   CURRENT   READY   AGE
...
kube-dns-autoscaler-6b59789fc8        0         0         0       ...
...

选项 2：删除 kube-dns-autoscaler 部署

如果 kube-dns-autoscaler 在您自己的控制之下，则此选项有效，这意味着没有人会重新创建它

kubectl delete deployment kube-dns-autoscaler --namespace=kube-system

输出为

deployment.apps "kube-dns-autoscaler" deleted

选项 3：从主节点删除 kube-dns-autoscaler 清单文件

如果 kube-dns-autoscaler 由（已弃用的）插件管理器 控制，并且您对主节点具有写入权限，则此选项有效。

登录到主节点并删除相应的清单文件。此 kube-dns-autoscaler 的常用路径为

/etc/kubernetes/addons/dns-horizontal-autoscaler/dns-horizontal-autoscaler.yaml

删除清单文件后，插件管理器将删除 kube-dns-autoscaler 部署。

了解 DNS 水平自动扩缩容的工作原理

  • cluster-proportional-autoscaler 应用程序与 DNS 服务分开部署。

  • 自动扩缩器 Pod 运行一个客户端，该客户端轮询 Kubernetes API 服务器以获取集群中的节点和核心数量。

  • 根据当前可调度的节点和核心以及给定的扩缩参数，计算所需副本计数并将其应用于 DNS 后端。

  • 扩缩参数和数据点通过配置映射提供给自动扩缩器，它会在每个轮询间隔刷新其参数表，以与最新的所需扩缩参数保持同步。

  • 允许更改扩缩参数，而无需重建或重新启动自动扩缩器 Pod。

  • 自动扩缩器提供了一个控制器接口来支持两种控制模式：_线性_ 和 _阶梯_。

后续步骤

上次修改时间：2024 年 1 月 25 日下午 3:51 PST：修复 dns-horizontal-autoscaling 页面中的部署和配置映射名称 (7e2f696572)