Автоматическое масштабирование DNS по размеру кластера

В Managed Service for Kubernetes поддерживается автоматическое масштабирование сервиса DNS. В кластере Managed Service for Kubernetes работает приложение kube-dns-autoscaler, которое регулирует количество реплик CoreDNS в зависимости от:

• Количества узлов в кластере Managed Service for Kubernetes.
• Количества ядер (vCPU) в кластере Managed Service for Kubernetes.

Количество реплик рассчитывается с помощью формул.

Чтобы автоматизировать масштабирование DNS:

1. Настройте kube-dns-autoscaler.
2. Проверьте масштабирование.

Если автоматическое масштабирование потеряло актуальность, отключите его.

Если созданные ресурсы вам больше не нужны, удалите их.

Перед началом работыПеред началом работы

1. Создайте ресурсы Managed Service for Kubernetes:

   Вручную

   Terraform

   1. Создайте группы безопасности для кластера Managed Service for Kubernetes и входящих в него групп узлов.

      Важно

      От настройки групп безопасности зависит работоспособность и доступность кластера, а также запущенных в нем сервисов и приложений.

   2. Создайте кластер Managed Service for Kubernetes. При создании укажите группы безопасности, подготовленные ранее.

      Если вы планируете работать с кластером в пределах сети Yandex Cloud, выделять кластеру публичный IP-адрес не нужно. Для подключений извне предоставьте кластеру публичный адрес.

   3. Создайте группу узлов. Выделите ей публичный адрес, чтобы предоставить доступ в интернет и возможность скачивать Docker-образы и компоненты. Укажите группы безопасности, подготовленные ранее.

   1. Если у вас еще нет Terraform, установите его.

   2. Получите данные для аутентификации. Вы можете добавить их в переменные окружения или указать далее в файле с настройками провайдера.

   3. Настройте и инициализируйте провайдер. Чтобы не создавать конфигурационный файл с настройками провайдера вручную, скачайте его.

   4. Поместите конфигурационный файл в отдельную рабочую директорию и укажите значения параметров. Если данные для аутентификации не были добавлены в переменные окружения, укажите их в конфигурационном файле.

   5. Скачайте в ту же рабочую директорию файл конфигурации кластера Managed Service for Kubernetes k8s-cluster.tf. В файле описаны:

      • Сеть.

      • Подсеть.

      • Кластер Managed Service for Kubernetes.

      • Группа узлов Managed Service for Kubernetes.

      • Сервисный аккаунт, необходимый для создания кластера и группы узлов Managed Service for Kubernetes.

      • Группы безопасности, которые содержат необходимые правила для кластера Managed Service for Kubernetes и входящих в него групп узлов.

        Важно

        От настройки групп безопасности зависит работоспособность и доступность кластера, а также запущенных в нем сервисов и приложений.

   6. Укажите в файле конфигурации идентификатор каталога.

   7. Проверьте корректность файлов конфигурации Terraform с помощью команды:

      terraform validate
      

      Если в файлах конфигурации есть ошибки, Terraform на них укажет.

   8. Создайте необходимую инфраструктуру:

      1. Выполните команду для просмотра планируемых изменений:

         terraform plan
         

         Если конфигурации ресурсов описаны верно, в терминале отобразится список изменяемых ресурсов и их параметров. Это проверочный этап: ресурсы не будут изменены.

      2. Если вас устраивают планируемые изменения, внесите их:

         1. Выполните команду:

            terraform apply
            

         2. Подтвердите изменение ресурсов.

         3. Дождитесь завершения операции.

      В указанном каталоге будут созданы все требуемые ресурсы. Проверить появление ресурсов и их настройки можно в консоли управления.

2. Установите kubectl и настройте его на работу с созданным кластером.

   Если для кластера не предоставлен публичный адрес и kubectl настроен через внутренний адрес кластера, выполняйте команды kubectl на ВМ Yandex Cloud, находящейся в одной сети с кластером.

Настройте kube-dns-autoscalerНастройте kube-dns-autoscaler

Убедитесь, что приложение работаетУбедитесь, что приложение работает

Проверьте Deployment в пространстве имен kube-system:

kubectl get deployment --namespace=kube-system

Результат:

NAME                 READY  UP-TO-DATE  AVAILABLE  AGE
...
kube-dns-autoscaler  1/1    1           1          52m

Определите параметры масштабированияОпределите параметры масштабирования

Под kube-dns-autoscaler периодически запрашивает у сервера Kubernetes данные о количестве узлов и ядер в кластере Managed Service for Kubernetes. На основании этих данных выполняется расчет количества реплик CoreDNS.

Возможны два вида расчета:

• Linear (линейный режим).
• Ladder (ступенчатая функция).

Подробнее о расчетах см. в документации cluster-proportional-autoscaler.

В этом примере рассмотрен режим linear, в котором расчет выполняется по формуле:

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

Где:

• coresPerReplica — параметр конфигурации, количество реплик CoreDNS на каждое ядро (vCPU) кластера Managed Service for Kubernetes.
• nodesPerReplica — параметр конфигурации, количество реплик CoreDNS на каждый узел (Node) кластера Managed Service for Kubernetes.
• cores — фактическое количество ядер (vCPU) в кластере Managed Service for Kubernetes.
• nodes — фактическое количество узлов (Node) в кластере Managed Service for Kubernetes.
• ceil — функция округления дроби до целого.
• max — функция определения максимума из двух значений.

Дополнительный параметр preventSinglePointFailure актуален, если в кластере Managed Service for Kubernetes больше одного узла. Когда параметр установлен в true, минимальное количество реплик DNS равно двум.

Также можно определить параметры конфигурации min и max, которые задают минимальное и максимальное количество реплик CoreDNS в кластере Managed Service for Kubernetes:

replicas = min(replicas, max)
replicas = max(replicas, min)

Подробнее о расчете см. в документации cluster-proportional-autoscaler.

Измените конфигурациюИзмените конфигурацию

1. Проверьте текущие параметры.

   В этом примере создана группа узлов Managed Service for Kubernetes node-group-1 с параметрами:

   • Количество узлов Managed Service for Kubernetes — 3.
   • Количество ядер (vCPU) — 12.

   По умолчанию установлен режим linear и следующие параметры масштабирования:

   • coresPerReplica — 256.
   • nodesPerReplica — 16.
   • preventSinglePointFailure — true.

   replicas = max( ceil( 12 * 1/256 ), ceil( 3 * 1/16 ) ) = 1
   

   Параметр preventSinglePointFailure установлен в true, поэтому количество реплик CoreDNS будет равно двум.

   Чтобы проверить информацию о подах coredns, выполните команду:

   kubectl get pods -n kube-system
   

   Результат:

   NAME                      READY  STATUS   RESTARTS  AGE
   ...
   coredns-7c********-4dmjl  1/1    Running  0         128m
   coredns-7c********-n7qsv  1/1    Running  0         134m
   

2. Задайте новые параметры.

   Измените конфигурацию следующим образом:

   • coresPerReplica: 4.
   • nodesPerReplica: 2.
   • preventSinglePointFailure: true.

   replicas = max( ceil( 12 * 1/4 ), ceil( 3 * 1/2 ) ) = 3
   

   Чтобы передать параметры приложению kube-dns-autoscaler, отредактируйте соответствующий ConfigMap с помощью команды:

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

   Откроется текстовый редактор с конфигурацией kube-dns-autoscaler. Измените строку с параметрами:

   linear: '{"coresPerReplica":4,"nodesPerReplica":2,"preventSinglePointFailure":true}'
   

   Сохраните изменения. На экране отобразится результат операции:

   configmap/kube-dns-autoscaler edited
   

   Приложение kube-dns-autoscaler загрузит конфигурацию и масштабирует службу DNS в соответствии с новыми параметрами.

Проверьте масштабированиеПроверьте масштабирование

Измените размер кластера Managed Service for KubernetesИзмените размер кластера Managed Service for Kubernetes

Создайте вторую группу узлов Managed Service for Kubernetes с помощью команды:

yc managed-kubernetes node-group create \
  --name node-group-2 \
  --cluster-name dns-autoscaler \
  --location zone=ru-central1-a \
  --public-ip \
  --fixed-size 2 \
  --cores 4 \
  --core-fraction 5

Результат:

done (2m43s)
...

Теперь в кластере Managed Service for Kubernetes 5 узлов с 20 ядрами. Рассчитайте количество реплик:

replicas = max( ceil( 20 * 1/4 ), ceil( 5 * 1/2 ) ) = 5

Проверьте изменения в количестве реплик CoreDNSПроверьте изменения в количестве реплик CoreDNS

Выполните команду:

kubectl get pods -n kube-system

Результат:

NAME                      READY  STATUS   RESTARTS  AGE
...
coredns-7c********-7l8mc  1/1    Running  0         3m30s
coredns-7c********-n7qsv  1/1    Running  0         3h20m
coredns-7c********-pv9cv  1/1    Running  0         3m40s
coredns-7c********-r2lss  1/1    Running  0         49m
coredns-7c********-s5jgz  1/1    Running  0         57m

Настройте уменьшение количества узлов Managed Service for KubernetesНастройте уменьшение количества узлов Managed Service for Kubernetes

По умолчанию Cluster Autoscaler не уменьшает количество узлов в группе узлов Managed Service for Kubernetes с автоматическим масштабированием, если на этих узлах присутствуют поды из пространства имен kube-system под управлением контроллеров репликаций приложений Deployment, ReplicaSet или StatefulSet, например, поды CoreDNS. В этом случае количество узлов Managed Service for Kubernetes в группе не может стать меньше числа подов CoreDNS.

Чтобы разрешить уменьшение числа узлов Managed Service for Kubernetes, сконфигурируйте для них объект PodDisruptionBudget, в котором есть возможность останавливать до двух подов CoreDNS одновременно:

kubectl create poddisruptionbudget <имя_pdb> \
  --namespace=kube-system \
  --selector k8s-app=kube-dns \
  --min-available=2

Результат:

apiVersion: policy/v1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
  name: <имя_pdb>
spec:
  minAvailable: 2
  selector:
    matchLabels:
      k8s-app: kube-dns

Отключите масштабированиеОтключите масштабирование

Обнулите количество реплик в Deployment приложения kube-dns-autoscaler:

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

Результат:

deployment.apps/kube-dns-autoscaler scaled

Проверьте результат с помощью команды:

kubectl get rs --namespace=kube-system

Результат:

NAME                 READY  UP-TO-DATE  AVAILABLE  AGE
...
kube-dns-autoscaler  0/0    0           0          3h53m

Удалите созданные ресурсыУдалите созданные ресурсы

Удалите ресурсы, которые вы больше не будете использовать, чтобы за них не списывалась плата: