Масштабирование приложений и управление ресурсами

Vertical Pod Autoscaler (VPA) - это инструмент для автоматического управления запросами и лимитами ресурсов (CPU, memory) контейнеров. Его использование позволяет оптимизировать эффективность работы приложений, особенно в сценариях с переменной или заранее непредсказуемой нагрузкой.

Принцип работы основан на анализе исторических данных о фактическом потреблении ресурсов, которые собираются системой мониторинга. После включения VPA в соответствующем режиме он может автоматически рассчитывать и устанавливать оптимальные значения запрашиваемых ресурсов. Альтернативно, его можно настроить в рекомендательном режиме, при котором VPA только предоставляет предложения по настройкам, не применяя их автоматически.

VPA управляет запрашиваемыми ресурсами (requests) контейнера, но не управляет ограничениями (limits), если явно не указано в его политике.

VPA рассчитывает рекомендуемые значения на основе данных о потреблении ресурсов контейнером. Это поведение может повлиять на соотношение requests и limits:

• Если запрашиваемые ресурсы и лимиты равны, то VPA изменяет только ресурсы, оставляя лимиты неизменными.
• Если лимиты не указаны, VPA обновляет только ресурсы.
• Если лимиты заданы, но не управляются VPA, соотношение ресурсов/лимитов может измениться.

1. Пример 1. В кластере имеется:

• Объект VPA:

• Под с ресурсами:

2. Пример 2. В кластере имеется:

• VPA:

• Под с ресурсами:

В данном случае соотношение реквестов и лимитов будет 25%. Если VPA порекомендует 1,168 CPU, ресурсы контейнера будут изменены на:

Если не ограничивать ресурсы, VPA может выставить слишком большие ресурсы, что может привести к проблемам.

Для предотвращения этого можно:

• Использовать параметр maxAllowed в VPA:

• Настроить Limit Range в кластере:

Для оптимизации работы с Vertical Pod Autoscaler (VPA) и контроля его работы настоятельно рекомендуется использовать специализированные Grafana-дашборды. Эти панели мониторинга предоставляют полную видимость состояния VPA в кластере, отображая его текущие настройки, режимы работы и ключевой показатель - процент подов, на которых функция автоматического вертикального масштабирования активна.

Градация информации в Grafana организована по трём основным уровням детализации:

• Main / Namespace — обзорный дашборд, показывающий сводные данные по использованию VPA в пределах каждого пространства имён.
• Main / Namespace / Controller — дашборд, детализирующий работу VPA на уровне отдельных контроллеров (например, Deployment или StatefulSet).
• Main / Namespace / Controller / Pod — наиболее подробный уровень, предоставляющий информацию по каждому поду в отдельности.

Ключевыми метриками для анализа в этих дашбордах являются:

• VPA type — отображает значение updatePolicy.updateMode, которое определяет режим работы VPA для данного пода и отображается в дашбордах:

• VPA % (Процент подов с включенным VPA) — показывает процент подов в пространстве имен, на которых включен VPA. Позволяет быстро определить, сколько подов в кластере автоматически масштабируются с помощью VPA.

1. Пример минимального ресурса VerticalPodAutoscaler:

Пример полного ресурса VerticalPodAutoscaler: