Kubernetes Pod 의 CPU 요청 및 제한값 변경하기 (Vertical Pod Autoscaler)

Autoscaler 종류는 총 세가지 입니다.

1) HPA (Horizontal Pod Autoscaler) : 애플리케이션의 복제본 수를 조정합니다. HPA 는 CPU 활용도를 기반으로 복제 컨트롤러, 배포, 복제본 집합 또는 상태 저장 집합의 포드 수를 조정합니다. HPA 는 또한 사용자 지정 또는 외부 메트릭을 기반으로 스케일링 결정을 내리도록 구성될 수 있습니다.

2) CA (Cluster Autoscaler) : 클러스터의 노드 수를 조정합니다. 클러스터 오토스케일러는 노드가 포드를 실행할 수 있는 자원이 부족하거나 (노드를 추가), 노드의 활용도가 낮은 상태로 있을 때 (노드를 제거), 포드가 다른 노드에 할당될 수 있을 때 (노드를 제거), 클러스터에서 노드를 자동으로 추가하거나 제거합니다.

3) VPA (Vertical Pod Autoscaler) : 클러스터 내 컨테이너의 리소스 요청 및 제한을 조정합니다. 본 매뉴얼에서 다룰 내용입니다.

- 공식 Document : https://github.com/kubernetes/autoscaler/tree/master/vertical-pod-autoscaler

 

 

1. VPA (Vertical Pod Autoscaler) 배포

 

VPA 사용을 위해 필요한 파일을 다운로드 받고 클러스터에 배포합니다.
# git clone https://github.com/kubernetes/autoscaler.git
# cd autoscaler/vertical-pod-autoscaler
# ./hack/vpa-up.sh

 

배포가 잘 되었는지 확인합니다.

# kubectl get pods -n kube-system |grep vpa
NAME                                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
vpa-admission-controller-754ccfdf99-pkxnl    1/1     Running   0          45s
vpa-recommender-667f9769fb-84rl5             1/1     Running   0          46s
vpa-updater-696b8787f9-6665j                 1/1     Running   0          46s

 

- VPA Admission-Controller : VPA 업데이터가 Pod 를 제거하고 다시 시작할 때마다 새 Pod 가 시작되기 전에 Webhook 를 사용하여 CPU 및 메모리 설정을 변경합니다.

- VPA Recommender : Metric Server 의 정보를 참조하여 적합한 리소스 크기를 추천합니다.

- VPA Updater : 1분에 1회씩 변경 사항을 확인하고 업데이트 합니다.

 

VPA 사용자 지정 리소스 정의가 생성되었는지 확인합니다.
# kubectl get customresourcedefinition | grep verticalpodautoscalers

verticalpodautoscalers.autoscaling.k8s.io             2023-12-29T07:32:30Z

 

 

2. Pod 생성

 

Deployment 로 생성한 Pod 에 적용이 잘 되는지 확인해보겠습니다.

아래와 같이 Deployment 구성 파일을 작성합니다.

# vi deployment.yaml

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata:   name: nginx spec:   selector:     matchLabels:       app: nginx   replicas: 1   template:     metadata:       labels:         app: nginx     spec:       containers:       - name: nginx         image: nginxinc/nginx-unprivileged:latest         resources:           limits:             cpu: 100m             memory: 256Mi           requests:             cpu: 50m             memory: 128Mi         securityContext:           allowPrivilegeEscalation: false           capabilities:             drop: ["ALL"]           runAsNonRoot: true           seccompProfile:             type: RuntimeDefault

 

작성한 yaml 파일을 적용합니다.

# kubectl apply -f deployment.yaml

deployment.apps/nginx created

 

생성된 Pod 이름을 확인합니다.

# kubectl get pod

NAME                                                     READY   STATUS      RESTARTS   AGE
nginx-7f856c878-gbk77                                    1/1     Running     0          7m43s

 

Pod 에 적용된 자원 요청 및 제한값을 확인합니다.

# kubectl describe pod nginx-7f856c878-gbk77 |grep -E 'cpu|memory'
      cpu:     100m
      memory:  256Mi
      cpu:        50m
      memory:     128Mi

 

변경을 위해 Vertical Pod Autoscaler 구성 파일을 작성합니다.

# vi vpa.yaml

apiVersion: "autoscaling.k8s.io/v1" kind: VerticalPodAutoscaler metadata:   name: nginx-vpa spec:   targetRef:     apiVersion: "v1"     kind: Deployment     name: nginx   updatePolicy:     updateMode: "Auto"   resourcePolicy:     containerPolicies:       - containerName: '*'         minAllowed:           cpu: 100m           memory: 256Mi         maxAllowed:           cpu: 200m           memory: 512Mi         controlledResources: ["cpu", "memory"]

 

작성한 yaml 파일을 적용합니다.

# kubectl apply -f vpa.yaml

verticalpodautoscaler.autoscaling.k8s.io/nginx-vpa created

 

생성한 VPA 를 확인합니다.

VPA Updater 가 1분 간격으로 변경 사항을 확인하고 업데이트 하기 때문에 조금 기다려야 정확한 내용 확인이 가능합니다.

# kubectl get vpa
NAME        MODE   CPU    MEM     PROVIDED   AGE
nginx-vpa   Auto   100m   256Mi   True       8m28s

 

자세한 VPA 정보를 확인합니다.

# kubectl describe vpa nginx-vpa

...

Status:
  Conditions:
    Last Transition Time:  2024-01-02T05:17:45Z
    Status:                True
    Type:                  RecommendationProvided
  Recommendation:
    Container Recommendations:
      Container Name:  nginx
      Lower Bound:
        Cpu:     100m
        Memory:  256Mi
      Target:
        Cpu:     100m
        Memory:  256Mi
      Uncapped Target:
        Cpu:     25m
        Memory:  262144k
      Upper Bound:
        Cpu:     100m
        Memory:  256Mi

...

 

이미 생성되어 있는 Pod 에는 적용되지 않으므로 Pod 를 삭제하여 재생성 되도록 합니다.

# kubectl delete pod nginx-7f856c878-gbk77

pod "nginx-7f856c878-gbk77" deleted

 

재생성된 Pod 이름을 확인합니다.

# kubectl get pod
NAME                                                     READY   STATUS      RESTARTS   AGE
nginx-75954b4f8d-6g54j                                   1/1     Running     0          62s

 

새로 적용된 자원 요청 및 제한값을 확인합니다.

Deployment 의 설정값보다 VPA 설정값이 우선시 되는것을 확인하였습니다.

# kubectl describe pod nginx-75954b4f8d-6g54j |grep -E 'cpu|memory'

                  vpaUpdates: Pod resources updated by nginx-vpa: container 0: cpu request, memory request, cpu limit, memory limit
      cpu:     200m
      memory:  512Mi
      cpu:        100m
      memory:     256Mi

 

참고로, VPA 에서 Deployment 가 인식되는 시간 (최대 1분) 이 필요한데, VPA 를 먼저 정의한 다음에 Deployment (Pod 자동 생성) 를 생성한다 하더라도 VPA 가 Deployment 를 인식하기 전에 Pod 가 먼저 생성되는 경우가 많으므로 Pod 삭제 작업은 꼭 필요합니다.

삭제 작업 없이 Pod 를 생성하는대로 적용하고 싶으면, Deployment 생성시 replicas: 0 으로 먼저 적용하고, VPA 에서 인식이 되면 replicas: 1 등으로 수정, 적용하세요. Deployment 인식 이후에 생성된 Pod 이므로 VPA 요청 및 제한값에 맞추어 생성됩니다.