Kubernetes Skalierung

Skalierungs-Ebenen

1. Pod-Level: HPA, VPA
2. Node-Level: Cluster Autoscaler
3. Event-driven: KEDA

Horizontal Pod Autoscaler (HPA)

Funktionsweise

• Überwacht Pod-Metriken
• Skaliert Replica-Anzahl
• Target-basierte Skalierung

Metriken

• CPU Utilization
• Memory Utilization
• Custom Metrics
• External Metrics

Konfiguration

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: my-app
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 70

Vertical Pod Autoscaler (VPA)

Funktionsweise

• Passt Resource Requests an
• Basiert auf historischen Daten
• Kann Pods neustarten

Modi

• Off: Nur Empfehlungen
• Initial: Nur bei Pod-Erstellung
• Auto: Automatische Anpassung

Use Cases

• Richtiges Sizing finden
• Batch Workloads
• Memory-intensive Apps

Cluster Autoscaler

Funktionsweise

• Skaliert Node-Anzahl
• Reagiert auf Pending Pods
• Entfernt unterausgelastete Nodes

Cloud-Integration

• AWS Auto Scaling Groups
• GCP Managed Instance Groups
• Azure Virtual Machine Scale Sets

Konfiguration

• Min/Max Nodes
• Scale-Down Delay
• Node Pool Auswahl

KEDA (Kubernetes Event-driven Autoscaling)

Funktionsweise

• Event-basierte Skalierung
• Skaliert bis auf 0
• Externes Event Triggering

Scaler (Auswahl)

• Apache Kafka
• RabbitMQ
• AWS SQS
• Azure Service Bus
• Prometheus
• Cron

Beispiel

apiVersion: keda.sh/v1alpha1
kind: ScaledObject
spec:
  scaleTargetRef:
    name: worker
  minReplicaCount: 0
  maxReplicaCount: 100
  triggers:
  - type: kafka
    metadata:
      topic: orders
      lagThreshold: "100"

Best Practices

1. HPA und VPA nicht kombinieren (CPU/Memory)
2. Resource Requests definieren
3. Pod Disruption Budgets setzen
4. Graceful Shutdown implementieren
5. Cooldown-Perioden beachten

Metriken-Server

• Voraussetzung für HPA
• Sammelt Resource-Metriken
• Standardmäßig installiert (Managed K8s)

CFTools Software implementiert optimale Skalierungsstrategien für Kubernetes.