Escalar automáticamente un clúster para satisfacer las necesidades de la aplicación en Azure Kubernetes Service (AKS)
Para satisfacer las necesidades de la aplicación en Azure Kubernetes Service (AKS), es posible que deba ajustar el número de nodos que ejecutan las cargas de trabajo. El componente de escalado automático de clústeres puede supervisar los pods del clúster que no pueden programarse debido a las restricciones de los recursos. Cuando se detectan problemas, la cantidad de nodos de un grupo de nodos aumenta para satisfacer las necesidades de la aplicación. Asimismo, los nodos también se comprueban regularmente para detectar la falta de pods en ejecución y, en consecuencia, la cantidad de nodos se reduce según sea necesario. Esta capacidad de ampliar o reducir automáticamente la cantidad de nodos en su clúster de AKS le permite ejecutar un clúster de forma eficaz y rentable.
En este artículo se muestra cómo habilitar y administrar el escalado automático de clústeres en un clúster de AKS.
Antes de empezar
Para este artículo, es necesario usar la versión 2.0.76 de la CLI de Azure o posterior. Ejecute az --version para encontrar la versión. Si necesita instalarla o actualizarla, vea Instalación de la CLI de Azure.
Acerca del escalado automático de clústeres
Para adaptarse a las cambiantes necesidades de las aplicaciones, como detallar los horarios entre la jornada laboral y la noche o un fin de semana, los clústeres a menudo necesitan una forma de realizar automáticamente el escalado. Los clústeres de AKS pueden escalarse mediante una de dos maneras:
- El escalado automático de clústeres busca pods que no puedan programarse en nodos debido a las restricciones de los recursos. Luego, el clúster aumenta automáticamente la cantidad de nodos.
- El escalado automático horizontal de pods usa el servidor de métricas en un clúster de Kubernetes para supervisar la demanda de recursos de los pods. Si una aplicación necesita más recursos, el número de pods aumenta automáticamente para satisfacer la demanda.
Tanto Horizontal Pod Autoscaler como Cluster Autoscaler pueden reducir el número de pods y nodos según sea necesario. El escalado automático de clústeres reduce el número de nodos cuando no se usa toda la capacidad durante un período de tiempo. Los pods de un nodo que quitará el escalado automático de clústeres se programan con seguridad en otra parte del clúster. El escalado automático de clústeres no se puede reducir verticalmente si no se pueden mover los pods, tal como se detalla en las situaciones siguientes:
- Un pod se crea directamente y no lo respalda un objeto de controlador, como una implementación o un conjunto de réplicas.
- Un presupuesto de interrupciones de pods (PDB) es demasiado restrictivo y no permite que la cantidad de pods sea menor que el umbral definido.
- Un pod usa selectores de nodo o antiafinidad que no se pueden respetar si se programan en un nodo diferente.
Para obtener más información acerca de cómo el escalado automático de clústeres no puede realizar reducciones verticales, consulte What types of pods can prevent the cluster autoscaler from removing a node? (¿Qué tipos de pods pueden evitar que el escalado automático de clústeres elimine un nodo?)
El escalado automático de clústeres usa parámetros de inicio para cosas como intervalos de tiempo entre eventos de escalado y umbrales de recursos. Para más información sobre los parámetros que usa el escalado automático de clústeres, consulte Uso del perfil del escalador automático.
Horizontal Pod Autoscaler y Cluster Autoscaler pueden funcionar juntos y a menudo se implementan en un clúster. Cuando se combinan, el escalado automático horizontal de pods se centra en ejecutar el número de pods necesario para satisfacer las exigencias de la aplicación. El escalado automático de clústeres se centra en ejecutar el número de nodos necesario para admitir los pods programados.
Nota
El escalado manual está deshabilitado cuando se usa el escalado automático de clústeres. Permita que el escalado automático de clústeres determine el número de nodos. Si quiere escalar manualmente el clúster, deshabilite el escalado automático de clústeres.
Crear un clúster de AKS y habilitar el escalado automático de clústeres
Si necesita crear un clúster de AKS, use el comando az aks create. Para habilitar y configurar el escalado automático de clústeres en el grupo de nodos del clúster, use el parámetro --enable-cluster-autoscaler y especifique un nodo --min-count y --max-count.
Importante
El escalador automático del clúster es un componente de Kubernetes. Aunque el clúster de AKS usa un conjunto de escalado de máquinas virtuales para los nodos, no habilite ni edite manualmente la configuración de escalado automático del conjunto de escalado en Azure Portal o mediante la CLI de Azure. Permita que el escalador automático del clúster de Kubernetes administre la configuración del escalado necesaria. Para más información, consulte ¿Puedo modificar los recursos de AKS en el grupo de recursos del nodo?
En el ejemplo siguiente se crea un clúster de AKS con un único grupo de nodos respaldado por un conjunto de escalado de máquinas virtuales. También habilita la escalabilidad automática del clúster en el grupo de nodos para el clúster y establece un mínimo de 1 y un máximo de 3 nodos:
# First create a resource group
az group create --name myResourceGroup --location eastus
# Now create the AKS cluster and enable the cluster autoscaler
az aks create \
--resource-group myResourceGroup \
--name myAKSCluster \
--node-count 1 \
--vm-set-type VirtualMachineScaleSets \
--load-balancer-sku standard \
--enable-cluster-autoscaler \
--min-count 1 \
--max-count 3
Tardará unos minutos en crear el clúster y configurar las opciones del escalado automático de clústeres.
Actualización de un clúster de AKS existente para habilitar el escalador automático de clústeres
Use el comando az aks update para habilitar y configurar el escalador automático de clústeres en el grupo de nodos para el clúster existente. Use el parámetro --enable-cluster-autoscaler y especifique un nodo --min-count y --max-count.
Importante
El escalador automático del clúster es un componente de Kubernetes. Aunque el clúster de AKS usa un conjunto de escalado de máquinas virtuales para los nodos, no habilite ni edite manualmente la configuración de escalado automático del conjunto de escalado en Azure Portal o mediante la CLI de Azure. Permita que el escalador automático del clúster de Kubernetes administre la configuración del escalado necesaria. Para más información, consulte ¿Puedo modificar los recursos de AKS en el grupo de recursos del nodo?
En el ejemplo siguiente se actualiza un clúster de AKS existente para habilitar el escalador automático de clústeres en el grupo de nodos para el clúster y se establece un mínimo de 1 y un máximo de 3 nodos:
az aks update \
--resource-group myResourceGroup \
--name myAKSCluster \
--enable-cluster-autoscaler \
--min-count 1 \
--max-count 3
Tardará unos minutos en actualizar el clúster y configurar las opciones del escalador automático de clústeres.
Cambiar la configuración del escalado automático de clústeres
Importante
Si tiene varios grupos de nodos en el clúster de AKS, vaya a la sección de escalado automático con varios grupos de agentes. Los clústeres con varios grupos de agentes habilitados requieren el uso del conjunto de comandos az aks nodepool para cambiar las propiedades específicas del grupo de nodos en lugar de az aks.
En el paso anterior para crear un clúster de AKS o actualizar un grupo de nodos existente, el número mínimo de nodos del escalado automático de clústeres se estableció en 1, y el número máximo de nodos se estableció en 3. Como las necesidades de la aplicación van cambiando, es posible que deba ajustar el número de nodos del escalado automático de clústeres.
Para cambiar el número de nodos, use el comando az aks update.
az aks update \
--resource-group myResourceGroup \
--name myAKSCluster \
--update-cluster-autoscaler \
--min-count 1 \
--max-count 5
En el ejemplo anterior se actualiza el escalado automático del clúster en el único grupo de nodos de myAKSCluster a un mínimo de 1 y un máximo de 5 nodos.
Nota
El escalador automático del clúster toma sus decisiones de escalado en función de los recuentos mínimo y máximo establecidos en cada grupo de nodos, pero no los aplica después de actualizar los recuentos mínimo o máximo. Por ejemplo, si se establece un recuento mínimo de 5 cuando el recuento de nodos actual es 3, no se escala inmediatamente el grupo hasta 5. Si el recuento mínimo en el grupo de nodos tiene un valor superior al número actual de nodos, la nueva configuración mínima o máxima se respeta si hay suficientes pods que no se pueden programar que requieren dos nuevos nodos más y desencadenan un evento del escalador automático. Tras el evento de escala, se respetan los nuevos límites de recuento.
Supervise el rendimiento de las aplicaciones y los servicios y ajuste la cantidad de nodos del escalado automático de clústeres para que coincida con el rendimiento necesario.
Uso del perfil del escalador automático
También puede configurar detalles más pormenorizados del escalador automático de clúster si cambia los valores predeterminados en el perfil del escalador automático para todo el clúster. Por ejemplo, se produce un evento de reducción vertical una vez que los nodos se infrautilizan después de 10 minutos. Si tenía cargas de trabajo que se ejecutaban cada 15 minutos, puede que quiera cambiar el perfil del escalador automático para reducir verticalmente bajo los nodos que se infrautilizan después de 15 o 20 minutos. Cuando se habilita el escalador automático del clúster, se usa un perfil predeterminado a menos que se especifiquen otros valores. El perfil del escalador automático del clúster tiene esta configuración que puede actualizar:
| Configuración | Descripción | Valor predeterminado |
|---|---|---|
| scan-interval | Frecuencia con la que se vuelve a evaluar el clúster para escalar o reducir verticalmente | 10 segundos |
| scale-down-delay-after-add | Cuánto tiempo después del escalado vertical se reanuda la evaluación de la reducción horizontal | 10 minutos |
| scale-down-delay-after-delete | Cuánto tiempo después de la eliminación del nodo se reanuda la evaluación de la reducción horizontal | scan-interval |
| scale-down-delay-after-failure | Cuánto tiempo después de la reducción vertical se reanuda la evaluación de la reducción horizontal | 3 minutos |
| scale-down-unneeded-time | Cuánto tiempo debe ser innecesario un nodo antes de que sea válido para la reducción vertical | 10 minutos |
| scale-down-unready-time | Cuánto tiempo debe ser innecesario un nodo no listo antes de que sea válido para la reducción vertical | 20 minutos |
| scale-down-utilization-threshold | Nivel de uso del nodo, definido como la suma de los recursos solicitados dividida por la capacidad, por debajo del cual se puede considerar un nodo para la reducción vertical | 0.5 |
| max-graceful-termination-sec | Número máximo de segundos que la escalabilidad automática del clúster espera la terminación del pod al intentar reducir verticalmente un nodo. | 600 segundos |
| balance-similar-node-groups | Detecta grupos de nodos similares y equilibra el número de nodos entre ellos | false |
| expander | Tipo de grupo de nodos expander que se va a usar en el escalado vertical. Valores posibles: most-pods, random, least-waste, priority |
random |
| skip-nodes-with-local-storage | Si es true, el escalador automático del clúster no eliminará nunca nodos con pods con almacenamiento local, por ejemplo, EmptyDir o HostPath | true |
| skip-nodes-with-system-pods | Si es true, el escalador automático del clúster nunca eliminará los nodos con pods de kube-system (excepto para DaemonSet o mirror) | true |
| max-empty-bulk-delete | Número máximo de nodos vacíos que se pueden eliminar al mismo tiempo. | 10 nodos |
| new-pod-scale-up-delay | En escenarios como la escala de ráfagas y lotes en los que no quiere que la CA actúe antes de que el programador de Kubernetes programe todos los pods, puede indicarle a la CA que ignore los pods no programados antes de que tengan una antigüedad concreta. | 0 segundos |
| max-total-unready-percentage | Porcentaje máximo de nodos no leídos en el clúster. Una vez que se haya superado este porcentaje, la CA detiene las operaciones | 45 % |
| max-node-provision-time | Tiempo máximo que la escalabilidad automática espera a que se aprovisione un nodo. | 15 minutos |
| ok-total-unready-count | Número de nodos no leídos permitidos, con independencia del valor de max-total-unready-percentage | 3 nodos |
Importante
El perfil del escalador automático del clúster afecta a todos los grupos de nodos que usan el escalador automático del clúster. No se puede establecer un perfil del escalador automático por grupo de nodos.
El perfil de escalabilidad automática del clúster requiere la versión 2.11.1 o superior de la CLI de Azure. Si necesita instalarla o actualizarla, vea Instalación de la CLI de Azure.
Establecimiento del perfil del escalador automático del clúster en un clúster de AKS existente
Use el comando az aks update con el parámetro cluster-autoscaler-profile para establecer el perfil del escalador automático del clúster en el clúster. En el ejemplo siguiente se configura el valor de intervalo de detección como 30 segundos en el perfil.
az aks update \
--resource-group myResourceGroup \
--name myAKSCluster \
--cluster-autoscaler-profile scan-interval=30s
Al habilitar el escalador automático del clúster en los grupos de nodos del clúster, esos clústeres también usarán el perfil del escalador automático del clúster. Por ejemplo:
az aks nodepool update \
--resource-group myResourceGroup \
--cluster-name myAKSCluster \
--name mynodepool \
--enable-cluster-autoscaler \
--min-count 1 \
--max-count 3
Importante
Al establecer el perfil del escalador automático del clúster, los grupos de nodos existentes con el escalador automático del clúster habilitado comenzarán a usar el perfil de inmediato.
Establecimiento del perfil del escalador automático del clúster al crear un clúster de AKS
También puede usar el parámetro cluster-autoscaler-profile al crear el clúster. Por ejemplo:
az aks create \
--resource-group myResourceGroup \
--name myAKSCluster \
--node-count 1 \
--enable-cluster-autoscaler \
--min-count 1 \
--max-count 3 \
--cluster-autoscaler-profile scan-interval=30s
El comando anterior crea un clúster de AKS y define el intervalo de detección como 30 segundos para el perfil del escalador automático de todo el clúster. El comando también habilita el escalador automático del clúster en el grupo de nodos inicial, establece el número mínimo de nodos en 1 y el número máximo de nodos en 3.
Restablecimiento del perfil de escalador automático del clúster a los valores predeterminados
Use el comando az aks update para restablecer el perfil del escalador del clúster en el clúster.
az aks update \
--resource-group myResourceGroup \
--name myAKSCluster \
--cluster-autoscaler-profile ""
Deshabilitar el escalado automático de clústeres
Si ya no quiere usar el escalado automático de clústeres, puede deshabilitarlo mediante el comando az aks update, especificando el parámetro --disable-cluster-autoscaler. Los nodos no se quitan cuando se deshabilita el escalado automático de clústeres.
az aks update \
--resource-group myResourceGroup \
--name myAKSCluster \
--disable-cluster-autoscaler
Puede escalar manualmente el clúster después de deshabilitar el escalado automático del clúster mediante el comando az aks scale. Si usa el escalado automático horizontal de pods, esa característica continúa ejecutándose con el escalado automático de clústeres deshabilitado, pero es posible que los pods no puedan programarse si todos los recursos de nodo están en uso.
Volver a habilitar un escalado automático de clústeres deshabilitado
Si quiere volver a habilitar el escalado automático de clústeres en un clúster existente, puede hacerlo mediante el comando az aks update, si especifica los parámetros --enable-cluster-autoscaler, --min-count y --max-count.
Recuperación de registros y estado del escalador automático del clúster
Para diagnosticar y depurar los eventos del escalador automático, los registros y el estado se pueden recuperar desde el complemento del escalador automático.
AKS administra el escalador automático del clúster en su nombre y lo ejecuta en el plano de control administrado. Puede habilitar el nodo del plano de control para ver los registros y las operaciones de la CA.
Para configurar los registros que se van a insertar desde el escalador automático del clúster en Log Analytics, siga estos pasos.
- Configure una regla para que los registros de recursos inserten registros del escalador automático del clúster en Log Analytics. Las instrucciones se detallan aquí, asegúrese de activar la casilla correspondiente a
cluster-autoscaleral seleccionar las opciones para "Registros". - Seleccione la sección "Registros" del clúster mediante Azure Portal.
- Escriba la consulta de ejemplo siguiente en Log Analytics:
AzureDiagnostics
| where Category == "cluster-autoscaler"
Debería ver devueltos registros similares al ejemplo siguiente, siempre y cuando haya registros para recuperar.
El escalador automático del clúster también escribirá el estado de mantenimiento en un objeto configmap llamado cluster-autoscaler-status. Para recuperar estos registros, ejecute el comando siguiente kubectl. Se informará del estado de mantenimiento para cada grupo de nodos configurado con el escalador automático del clúster.
kubectl get configmap -n kube-system cluster-autoscaler-status -o yaml
Para más información sobre lo que se registra del escalador automático, consulte las preguntas más frecuentes sobre el proyecto de GitHub Kubernetes/autoscaler.
Uso del escalado automático de clústeres con varios grupos de nodos habilitados
El escalado automático de clústeres también se puede usar con varios grupos de nodos habilitados. Siga este documento para aprender a habilitar varios grupos de nodos y agregar grupos de nodos adicionales a un clúster existente. Cuando se utilizan ambas características juntas, se activa el escalado automático de clústeres en cada grupo de nodos individuales del clúster y se pueden pasar reglas de escalado automático únicas a cada uno de ellos.
En el comando siguiente se supone que ha seguido las instrucciones iniciales anteriores de este documento y desea actualizar el número máximo de grupos de nodos existentes de 3 a 5. Use el comando az aks nodepool update para actualizar la configuración de un grupo de nodos existente.
az aks nodepool update \
--resource-group myResourceGroup \
--cluster-name myAKSCluster \
--name nodepool1 \
--update-cluster-autoscaler \
--min-count 1 \
--max-count 5
El escalado automático de clústeres se puede deshabilitar con az aks nodepool update y al pasar el parámetro --disable-cluster-autoscaler.
az aks nodepool update \
--resource-group myResourceGroup \
--cluster-name myAKSCluster \
--name nodepool1 \
--disable-cluster-autoscaler
Si quiere volver a habilitar el escalado automático de clústeres en un clúster existente, puede volver a habilitarlo mediante el comando az aks nodepool update, especificando los parámetros --enable-cluster-autoscaler, --min-count y --max-count.
Nota
Si tiene previsto usar el escalador automático de clústeres con grupos de nodos que abarcan varias zonas y aprovechan características de programación relacionadas con zonas como, por ejemplo, la programación topológica de volumen, se recomienda tener un grupo de nodos por zona y habilitar --balance-similar-node-groups a través del perfil del escalador automático. Esto garantizará que el escalador automático se escale verticalmente con éxito y mantenga equilibrados los tamaños de los grupos de nodos.
Pasos siguientes
En este artículo le mostramos cómo escalar automáticamente el número de nodos de AKS. Asimismo, también puede usar el escalado automático horizontal de pods para ajustar automáticamente el número de pods ejecutan la aplicación. Para obtener instrucciones sobre cómo usar el escalado automático horizontal de pods, consulte Escalado de aplicaciones en AKS.