Karpenter vs. Cluster Autoscaler: Kubernetes skálázási eszközök összehasonlítása

Karpenter vs. Cluster Autoscaler: Kubernetes skálázási eszközök összehasonlítása

A Kubernetes mára az egyik standard konténer-orkesztrációs rendszerré vált. Ahogy a Kubernetes klasztereken futó alkalmazások változó terhelési igényekkel szembesülnek, az erőforrások automatikus skálázásának képessége kritikus követelménnyé vált a modern felhő-natív architektúrák számára.

A Kubernetes többféle megközelítést kínál ezeknek a skálázási igényeknek a kezelésére, és két megoldás emelkedett ki a klaszter szintű skálázásra: a hagyományos Kubernetes Cluster Autoscaler és az újabb, kifinomultabb Karpenter. Bár mindkét eszköz alapvető célja a klaszter kapacitásának automatikus beállítása, jelentősen különböznek megközelítésükben és megvalósításukban.

Ebben a cikkben összehasonlítjuk ezt a két autoskálázási megoldást, megvizsgálva architektúrájukat, különbségeiket és felhasználási eseteiket.

Kubernetes munkaterhelések skálázása

A Kubernetes két rétegű autoskálázást biztosít az erőforrás-kezelés különböző aspektusainak kezelésére:

1. Alkalmazás szintű skálázás:

   • Horizontális Pod Autoscaler (HPA): Automatikusan állítja a pod replikák számát.
   • Vertical Pod Autoscaler (VPA): A podok méretét változtatja a használat alapján.

2. Klaszter szintű skálázás:

   • Cluster Autoscaler (CA): Hagyományos, széles körben elterjedt megoldás.
   • Karpenter: Újabb, rugalmasabb megoldás.

Cluster Autoscaler (CA) működése

(https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/cluster-autoscaling/)

A Cluster Autoscaler automatikusan állítja be a Kubernetes klaszter méretét az erőforrás-igények alapján. Főbb jellemzői:

1. Folyamatos monitorozás: 10 másodpercenként (alapértelmezetten) ellenőrzi a klasztert.

2. Ütemezhetetlen podok azonosítása: Figyeli azokat a podokat, amelyek erőforráshiány miatt nem ütemezhetők.

3. Skálázás felfelé: Ha ütemezhetetlen podokat talál, új worker nodeokat ad a klaszterhez.

4. Skálázás lefelé: Eltávolítja a hosszú ideig kihasználatlan worker nodeokat.

5. Node csoportok használata: Előre definiált worker nodeokkal dolgozik.

6. Felhőszolgáltató integráció: Együttműködik a felhőszolgáltatók API-jaival a worker nodeok létrehozásához és törléséhez.

Karpenter működése

(https://karpenter.sh/)

A Karpenter egy rugalmas, nagy teljesítményű Kubernetes klaszter autoskálázó, amelyet az AWS fejlesztett ki. Főbb jellemzői:

1. Dinamikus csomópontbiztosítás: Közvetlenül kommunikál a felhőszolgáltató API-jaival, és a munkaterhelés igényei alapján biztosít worker nodeokat.

2. Gyors skálázás: Gyorsabban reagál a változó igényekre, mint a hagyományos Cluster Autoscaling.

3. Erőforrás-optimalizálás: Jobban kihasználja a rendelkezésre álló erőforrásokat, csökkentve a pazarlást.

4. Spot példányok kezelése: Hatékonyan kezeli a spot (ideiglenes) példányokat, ami költségmegtakarítást eredményezhet.

Összehasonlítás

Összegzés

Mindkét megoldásnak megvannak az előnyei és hátrányai. A Cluster Autoscaler stabil és kiszámítható skálázást biztosít több felhőszolgáltatóval, míg a Karpenter dinamikusabb és rugalmasabb megközelítést kínál, gyorsabb skálázási időkkel és optimalizált erőforrás-kihasználtsággal.

A választás a konkrét munkaterhelési követelményektől, a felhőkörnyezettől és a skálázási sebesség, illetve erőforrás-optimalizálás prioritásaitól függ.

A jövőben várhatóan az autoskálázó megoldások mesterséges intelligenciát és gépi tanulást fognak alkalmazni a munkaterhelési minták előrejelzésére és az erőforrások proaktív beállítására, ami még hatékonyabb teljesítményt és költségoptimalizálást eredményez.

Ha AWS EKS használatán gondolkozol és nem szeretnél belefutni meglepetésekbe, keress minket bátran! :)