一 背景

为工作负载配置HPA弹性伸缩策略，可以实现pod实例的动态扩缩容，提高了资源利用率的同时也解决了流量高峰场景下的应用性能瓶颈。
HPA指标状态、实例大小变化等这些信息对用户来说也是十分宝贵的，可以帮助我们了解业务程序的高峰期是什么时候，以及设置HPA的大小边界是否合理。但是通常kubernetes事件的记录保持时间仅有1h，应用程序如果在凌晨触发了HPA事件，对于用户来说是无法感知的,所以就需要一个监控界面或者告警通知的行为来知晓HPA活动情况。

二 HPA相关指标普罗监控解决方案

开源kube-state-metrics程序可以用来监控kubernetes集群中的各种资源信息，包括 horizontalpodautoscalers、deployments、pods、services等
其中HPA关键指标有：

• kube_horizontalpodautoscaler_spec_max_replicas: HPA设置的最大实例数
• kube_horizontalpodautoscaler_spec_min_replicas：HPA设置的最小实例数
• kube_horizontalpodautoscaler_spec_target_metric: HPA设置的期望指标值
• kube_horizontalpodautoscaler_status_target_metric：HPA对应负载的实际指标值
• kube_horizontalpodautoscaler_status_condition： HPA状态包括AbleToScale,ScalingActive,ScalingLimited
• kube_horizontalpodautoscaler_status_current_replicas： HPA对应负载当前实例数
• kube_horizontalpodautoscaler_status_desired_replicas：HPA对应负载的期望实例数

可以通过使用这些指标进行dashboard的定制，实现HPA活动情况的监测。
安装开源kube-state-metrics组件，对接prometehus监控系统，最后使用grafana定制相关dashboard。
注意因为只需要采集hpa相关指标信息，本文档kube-state-metrics程序的安装只限制了对horizontalpodautoscalers资源的采集。其它资源指标的采集不作演示。

2.1 安装kube-state-metrics程序

1. 创建serviceaccount，负载实例需要使用该sa身份进行集群资源获取

   apiVersion: v1
   automountServiceAccountToken: false
   kind: ServiceAccount
   metadata:
     labels:
       app.kubernetes.io/component: exporter
       app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
       app.kubernetes.io/version: 2.10.0
     name: kube-state-metrics
     namespace: monitoring
   

2. 创建cluster-role，定义rules规则

   apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
   kind: ClusterRole
   metadata:
     labels:
       app.kubernetes.io/component: exporter
       app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
       app.kubernetes.io/version: 2.10.0
     name: kube-state-metrics
   rules:
   - apiGroups:
     - autoscaling
     resources:
     - horizontalpodautoscalers
     verbs:
     - list
     - watch
   

3. 创建cluster-role-binding,将serviceaccount与上述role进行绑定

   apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
   kind: ClusterRoleBinding
   metadata:
     labels:
       app.kubernetes.io/component: exporter
       app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
       app.kubernetes.io/version: 2.10.0
     name: kube-state-metrics
   roleRef:
     apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
     kind: ClusterRole
     name: kube-state-metrics
   subjects:
   - kind: ServiceAccount
     name: kube-state-metrics
     namespace: monitoring
   
   

4. 创建kube-state-metrics工作负载

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     labels:
       app.kubernetes.io/component: exporter
       app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
       app.kubernetes.io/version: 2.10.0
     name: kube-state-metrics
     namespace: monitoring
   spec:
     replicas: 1
     selector:
       matchLabels:
         app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
     template:
       metadata:
         labels:
           app.kubernetes.io/component: exporter
           app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
           app.kubernetes.io/version: 2.10.0
       spec:
         automountServiceAccountToken: true
         containers:
         - image: registry.k8s.io/kube-state-metrics/kube-state-metrics:v2.10.0
           args:
             - '--resources=horizontalpodautoscalers'
           livenessProbe:
             httpGet:
               path: /healthz
               port: 8080
             initialDelaySeconds: 5
             timeoutSeconds: 5
           name: kube-state-metrics
           ports:
           - containerPort: 8080
             name: http-metrics
           - containerPort: 8081
             name: telemetry
           readinessProbe:
             httpGet:
               path: /
               port: 8081
             initialDelaySeconds: 5
             timeoutSeconds: 5
           securityContext:
             allowPrivilegeEscalation: false
             capabilities:
               drop:
               - ALL
             readOnlyRootFilesystem: true
             runAsNonRoot: true
             runAsUser: 65534
             seccompProfile:
               type: RuntimeDefault
         serviceAccountName: kube-state-metrics
   

5. 创建service

   apiVersion: v1
   kind: Service
   metadata:
     labels:
       app.kubernetes.io/component: exporter
       app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
       app.kubernetes.io/version: 2.10.0
     name: kube-state-metrics
     namespace: monitoring
   spec:
     clusterIP: None
     ports:
     - name: http-metrics
       port: 8080
       targetPort: http-metrics
     - name: telemetry
       port: 8081
       targetPort: telemetry
     selector:
       app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
   

6. 上述各种资源部署完毕后，查看容器状态
   

2.2 编写servicemonitor对接prometheus

集群使用的prometheus-operator方式，所以需要配置servicemonitor crd进行指标抓取

kind: ServiceMonitor
apiVersion: monitoring.coreos.com/v1
metadata:
  name: kube-state-metrics
  namespace: monitoring
  labels:
    service-monitor: kube-state-metrics
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: kube-state-metrics
  endpoints:
  - port: http-metrics

将上述规则在集群中应用后，稍等片刻查看Prometheus 控制台可以发现kube-state-metrics指标已经成功抓取

2.3 使用Grafana dashboard 进行指标展示

以下看板可以查看对应HPA的最大最小实例数，以及期望实例数和当前运行的实例数。还可以查看历史时刻相关HPA实例的震荡图，并将期望实例数和当前运行实例数进行对比，更加直观的看到HPA快速拉起pod实例的过程

三 HPA事件告警通知解决方案

该方案借助于AOM在CCE上的log-agent插件和华为云AOM服务实现。其中log-agent负责采集kubernetes事件，并将事件持久化存储在华为云LTS服务中，AOM服务可以用于实现基于CCE集群事件的告警功能。

3.1 开通kubernetes 事件采集策略

1. 需要前往CCE控制台 -->> 日志中心 -->> 日志采集策略进行配置
   

   

2. 配置完成后，查看kubernetes事件记录
   可先触发HPA弹性伸缩事件，然后再观察事件记录
   

3.2 前往AOM服务配置告警规则

1. 前往告警列表查看事件信息
   

2. 创建告警规则
   前往告警规则页面创建告警，创建告警时需要使用事件名称，可参考告警列表中的事件名称
   

   告警规则的设置，需要使用事件告警规则，事件类型为自定义事件
   

   最后需要开启告警通知通能，才能将事件告警以邮箱或者短信、微信、钉钉等方式进行通知。若没有可用的行动规则，可参照3.3章节进行告警行动规则的配置
   

3.3 配置告警行动规则

1. 首先进行消息通知服务的主题配置
   
   

   添加订阅可以决定使用何种方式进行告警信息通知
   

   添加完毕后，系统会发发送订阅确认邮件。点击订阅确认即可。
   

2. 创建告警行动规则
   告警行动规则中需要使用上述步骤创建的消息主题。消息模板可适用内置的aom.built-in.template.zh
   

3.4 确认告警信息发送

1. 手动触发弹性伸缩事件
   

2. 观察邮箱是否收到HPA弹性事件通知
   邮箱已收到CCE集群HPA事件告警通知