HPA 自動擴縮容：流量一來自動加 Pod，壓測實戰

為什麼需要 HPA？

電商網站的場景：

• 平常：2 個 Pod 撐得住流量
• 雙 11 大促：流量翻 10 倍，2 個 Pod 直接被打爆
• 凌晨 3 點：沒人逛，10 個 Pod 閒在那邊浪費錢

\\\bash
kubectl scale deployment my-api --replicas=10 # 大促前
kubectl scale deployment my-api --replicas=2 # 大促後
\\\

但你不可能 24 小時盯著儀表板。該自動化了。

HPA = Horizontal Pod Autoscaler——K8s 看 CPU 使用率，自動幫你加減 Pod。

HPA 怎麼運作？

[Metrics Server] ── 每 15 秒收集 Pod CPU/Memory 用量
        │
        ▼
     [HPA]  ── 比對 target（如 50%），算出該幾個 Pod
        │
        ▼
   [Deployment] ── 改 replicas
        │
        ▼
     [Pods]  ── 自動增減

前提：Resource requests 一定要設

\\\yaml
resources:
requests:
cpu: "100m"
memory: "64Mi"
limits:
cpu: "500m"
memory: "128Mi"
\\\

為什麼？因為 HPA 算的是百分比。

「CPU 使用率 50%」是相對於 requests 的 50%。如果 \requests: 100m\，使用率 50% 就是 50m。沒設 requests，HPA 沒辦法算百分比，直接擺爛不擴容。

安裝 metrics-server

HPA 需要 metrics-server 才能取得 CPU 數據。

\\\bash
# minikube
minikube addons enable metrics-server

# k3s（內建，不用裝）
# 自動已啟用
\\\

確認跑起來：

\\\bash
kubectl top nodes
kubectl top pods
\\\

如果 \kubectl top\ 顯示數字，就 OK 了。

HPA YAML

\\\yaml
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
name: api-hpa
spec:
scaleTargetRef:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
name: api-resources-demo # 要擴縮的 Deployment
minReplicas: 1
maxReplicas: 10
metrics:
- type: Resource
resource:
name: cpu
target:
type: Utilization
averageUtilization: 50 # CPU 超過 50% 就擴容
\\\

關鍵欄位：

實作：壓測讓 Pod 自動長出來

Step 1：部署 HPA

\\\bash
kubectl apply -f hpa.yaml
kubectl get hpa
# NAME REFERENCE TARGETS MINPODS MAXPODS REPLICAS
# api-hpa Deployment/api-resources-demo /50% 1 10 1
\\\

剛建立會看到 \\，等 30 秒就會變成 \0%/50%\。

Step 2：壓力測試

開兩個終端：

終端 1（觀察）：
\\\bash
kubectl get hpa -w
\\\

終端 2（壓測）：
\\\bash
# 進去 Pod 內部，無限呼叫 API
kubectl run -i --tty load-generator --rm \\
--image=busybox --restart=Never -- \\
/bin/sh -c "while true; do wget -q -O- http://api-svc; done"
\\\

Step 3：看 HPA 自動加 Pod

終端 1 你會看到：

\\\
NAME TARGETS REPLICAS
api-hpa 0%/50% 1
api-hpa 125%/50% 1 ← 流量來了
api-hpa 125%/50% 3 ← 自動加到 3 個
api-hpa 85%/50% 3
api-hpa 85%/50% 5 ← 還是太高，再加
api-hpa 50%/50% 5 ← 平衡了
\\\

按 Ctrl+C 停掉壓測：

\\\
api-hpa 10%/50% 5 ← 流量降了
api-hpa 0%/50% 5 ← 但還沒縮
... 等 5 分鐘 ...
api-hpa 0%/50% 1 ← 縮回去了
\\\

為什麼縮容比擴容慢？

擴容快（30 秒內反應），縮容慢（預設 5 分鐘）——這是故意的。

原因：流量是波動的。如果剛降一點就馬上縮，等下流量又來，又得擴，Pod 一直開開關關反而災難。

可以微調 \behavior\：

\\\yaml
spec:
behavior:
scaleDown:
stabilizationWindowSeconds: 300 # 觀察 5 分鐘才縮
policies:
- type: Percent
value: 50
periodSeconds: 60
\\\

HPA 沒效？三步驟排查

重點整理

• HPA = K8s 自動 scale：流量大自動加、流量小自動砍
• 必須設 \resources.requests\——HPA 算的是百分比
• 必須有 metrics-server——HPA 看不到數據就擺爛
• 擴容快（30s）、縮容慢（5min）——避免抖動
• 進階版：VPA（垂直擴縮）、KEDA（事件驅動擴縮）

下一步

服務有 Probe、有 limits、有自動擴容——但誰都能 \kubectl delete pod\ 把它砍掉。

實習生不小心 \kubectl delete deployment\，整個服務就沒了。該管權限了。

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Role / RoleBinding / ServiceAccount 三件套——實作一個「只能 get/list,不能 delete」的帳號。

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