基于Prometheus,Alermanager实现Kubernetes自动伸缩

到目前为止Kubernetes对基于cpu使用率的水平pod自动伸缩支持比较良好，但根据自定义metrics的HPA支持并不完善，并且使用起来也不方便。

下面介绍一个基于Prometheus和Alertmanager实现Kubernetes Pod 自动伸缩的方案，该方案支持任意自定义metrics。思路比较简单：由Prometheus负责收集需要的性能指标（如：当前链接的并发数，当前cpu的使用率等），根据定义好的告警规则生成告警事件，然后将告警事件传递给Alertmanager，由alertmanager触发webhook来实现最终的pod伸缩功能,如下图所示：

Prometheus中Alert rules的配置示例：

     ALERT HpaTrigger
    IF app_active_task_count > 30
    FOR 30m 
    LABELS {serverity = "page",trigger="hpa",action = "scale-out",value = "{{$value}}", deployment="test", namespace = "{{$labels.namespace}}"}
    ANNOTATIONS {
      summary = "Instance {{$labels.namespace}}: scale-out",
      description = "{{$labels.namespace}} auto scale-out"
    }

上述规则表示应用的活动任务数持续30分钟都大于30的话，就需要创建新的pod以应对过多的任务数。但此处并不会直接触发水平Pod自动伸缩功能，prometheus根据告警规则只会生成一个告警事件，并将该事件传递给alertmanager,由alertmanager决定如何处理该告警。

Alertmanager配置示例：

 global:
    route:
      receiver: 'email' #全局配置，默认将收到的告警事件路由给email接收器
      group_wait: 30s
      group_interval: 5m
      repeat_interval: 4h
      routes:
      - receiver: 'auto-hpa' ＃将trigger=hpa的告警路由给auto-hpa
        match:
          trigger: hpa
    receivers:
    - name: 'email'
      email_configs:
      - to: [e-mail]
        from: [e-mail]
        smarthost: smtpserver:port
        auth_username: "username"
        auth_identity: "username"
        auth_password: "password"
        require_tls: true        
    - name: "auto-hpa"
      webhook_configs:
      - url: 'http://YOUR_WEBHOOK_IP:PORT/hpa' #自定义webhook url地址。
        send_resolved: true

Alertmanager接受到相应的告警之后，会将获取到的具体metics值(此处metric name为app_active_task_count)和在告警规则中定义的LABELS信息合并为一个json数据，以POST方式发送给我我们定义好的webhook url。

webhook Python脚本示例：

from flask import Flask,request
import json

app = Flask(__name__)

@app.route("/hpa",methods=["POST"])
def hpa():
    content = request.get_json()
    ＃分析content字段，提取相关数据，调用k8s api实现水平pod自动伸缩的功能
    ＃.......
    #.......
        print content

if __name__ == "__main__":
    app.run("0.0.0.0")

这里我省略了具体调用k8s api实现pod伸缩的逻辑。Alertmanager将所有的信息以json格式post给我们自定义的脚本了，具体怎么处理，就看业务需求了。