Expedia开源容器启动自动扩展器（CSA）

Expedia的性能和可靠性团队最近开源了其容器启动自动扩展器（CSA）。CSA是一个Kubernetes控制器，利用Kubernetes 1.27.0引入的“Pod资源原地更新”功能，根据用户定义的启动/启动后配置，动态调整容器的CPU和内存资源。

关键功能

1. 原地更新功能：自Kubernetes 1.27.0起，该功能处于alpha阶段，允许在不重启Pod的情况下修改容器资源（请求和限制）。
2. 资源优化：针对启动和启动后阶段资源利用模式不同的工作负载，CSA能够优化容器资源，避免资源浪费。

传统资源管理的挑战

1. 突发性服务质量（QoS）：

   • 设置限制高于请求，依赖启动时的额外资源。
   • 启动时间不可预测，依赖集群节点负载情况。
   • 启动后性能不稳定，特别是集群合并机制下。

2. 保证性QoS（1）：

   • 设置限制等于请求，优先保证启动时间。
   • 启动时间和启动后性能可预测，但可能导致资源浪费。

3. 保证性QoS（2）：

   • 设置限制等于请求，优先保证正常性能。
   • 启动后性能可接受，但启动时间较慢，影响操作效率。

CSA的工作原理

1. 集成与兼容性：CSA在Pod级别操作，集成多种工作负载管理API（如Deployments、StatefulSets、DaemonSets），兼容不同Pod管理方法。

2. 监控与响应：CSA监控标记为扩展的Pod，检测到变化时评估目标容器状态并执行相应操作：

   • 应用启动资源设置（目标容器未激活时）。
   • 应用启动后资源设置（目标容器激活时）。
   • 评估之前执行的扩展命令状态并报告。

3. 限制与注意事项：

   • 初始声明的目标容器资源必须为保证性（请求==限制）。
   • 启动后资源也必须为保证性。
   • 扩展失败时不重试。

CSA的优势

1. 资源浪费减少：通过分离启动和启动后资源设置，减少资源浪费。
2. 启动性能提升：提高启动性能和可预测性，加速水平扩展操作。

使用建议

CSA依赖的“Pod资源原地更新”功能在Kubernetes 1.29中仍处于alpha阶段，因此需要启用InPlacePodVerticalScaling功能门。Expedia团队建议仅在本地或非生产环境中预览CSA，直到其达到稳定状态。