[发明专利]Kubernetes集群自动缩放系统

说明书

一种Kubernetes集群自动缩放系统，包括：用于监控整个Kubernetes集群的状态的监控模块、QoS(服务质量)模块、缩放模块和执行模块，其中：监控模块分别输出监控数据至Qos模块和缩放模块，QoS模块计算保障服务质量的CPU利用率上限并输出至缩放模块，内置集群缩放算法的缩放模块根据监控数据和CPU利用率上线得到Kubernetes集群理想值并输出至执行模块，执行模块根据Kubernetes集群理想值对集群进行缩放处理。本发明能够降低Web服务和应用程序部署和运行成本，以及减少资源的浪费，动态调节Kubernetes集群大小，提高集群资源利用率。

技术领域

本发明涉及的是一种互联网信息处理领域的技术，具体是一种Kubernetes(简称k8s)集群自动缩放系统。

背景技术

Kubernetes是Google开源的一个管理容器的系统，方便用户部署服务部署在容器上。越来越多的企业和开发者将他们的web应用迁移到Kubernetes集群上。但是，由于web应用的工作负载变动很大，导致应用对服务器集群资源的需求变化大。针对这种情况，目前的一般处理方式就是把Kubernetes集群设计为能够处理工作负载高峰期，这就导致了在一般情况下，集群的大部分资源都处于空闲状态，资源利用率低，造成了极大地浪费。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种Kubernetes集群自动缩放系统，能够降低web应用部署和运行成本，以及减少资源的浪费。它能够根据Kubernetes集群的工作负载的变化，自动调节Kubernetes集群大小，提高集群资源利用率，同时也可以保证web应用的服务质量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：用于监控整个Kubernetes集群的状态的监控模块、QoS(服务质量)模块、缩放模块和执行模块，其中：监控模块分别输出监控数据至Qos模块和缩放模块，QoS模块计算保障服务质量的CPU利用率上限并输出至缩放模块，内置集群缩放算法的缩放模块根据监控数据和CPU利用率上线得到Kubernetes集群理想值并输出至执行模块，执行模块根据Kubernetes集群理想值对集群进行缩放处理。

技术效果

与现有技术相比，本发明能在保障应用的服务质量的前提下，提高Kubernetes集群的资源利用率。

附图说明

图1为系统架构示意图；

图2为监控模块架构图；

图3为QoS模块架构图；

图4为CPU利用率与服务响应时间的关系图；

图5为集群缩放的流程图；

图6为工作负载变化图；

图7为系统准确度变化图；

图8为k8s集群的服务响应时间变化图；

图9为系统的响应时间的累积概率分布图；

图10为原生Kubernetes集群与使用了本发明的kubernetes集群的平均CPU利用率柱状图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例涉及一种基于MAPE(监控-分析-计划-执行)架构的Kubernetes集群自动缩放系统，包括：用于监控整个Kubernetes集群的状态的监控模块、QoS(服务质量)模块、缩放模块和执行模块，其中：监控模块分别输出监控数据至Qos模块和缩放模块，QoS模块计算保障服务质量的CPU利用率上限并输出至缩放模块，内置集群缩放算法的缩放模块根据监控数据和CPU利用率上线得到Kubernetes集群理想值并输出至执行模块，执行模块根据Kubernetes集群理想值对集群进行缩放处理。