最近兩天簡單的研究了下vpa，整理下一些資料

VPA簡介
全稱Vertical Pod AutoScaler 垂直 Pod 自動擴(kuò)縮容，它根據(jù)容器資源使用率自動設(shè)置 CPU 和 內(nèi)存 的requests，從而允許在節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)度，以便為每個 Pod 提供適當(dāng)?shù)馁Y源。
并且會保持limit和request的比例。在pod請求過多資源的情況下降低其request，在pod請求過少資源的情況下提高其request
自動伸縮是通過一個叫VerticalPodAutoscaler的CRD（自定義資源對象）進(jìn)行配置的，允許指定哪些pod可以被水平伸縮

VPA的幾種模式
Auto：當(dāng)創(chuàng)建或者更新存在的pod的時候，VPA會通過推薦的更新機(jī)制修改pod的request
Recreate：類似Auto，但是當(dāng)vpa發(fā)現(xiàn)pod定義的request和計算出來的推薦值有明顯差距時會驅(qū)逐這些pod。這個模式很少使用。只有當(dāng)你確定只要資源請求數(shù)遍歷就要重啟pod時才使用，否則推薦使用Auto模式
Initial：vpa只會在pod創(chuàng)建時修改資源的request，并且后續(xù)不會再修改。
Off：Vpa不會自動修改pod的request。只計算其推薦值，可以通過vpa對象查看推薦值。

VPA的三大組件
Recommander：監(jiān)控當(dāng)前和歷史資源使用記錄，并且基于這些數(shù)據(jù)提供容器的cpu和內(nèi)存request推薦值
Updater：檢查管理的pod是否有正確的資源設(shè)置，如果沒有，將pod殺掉，讓其使用最新的推薦值重啟
Admission Plugin：給新pod設(shè)置正確的requests資源。（不管是新建還是重啟的）

限制值控制
設(shè)置限制時，VPA 將符合資源策略。它將保持為所有容器指定的請求比率限制。
VPA 將嘗試將推薦值限制在最小和最大限制范圍之間。如果限制上線和vpa的資源策略沖突，vpa會忽略限制上線，使用vpa的資源策略

例子
保證request和limit的比例
假設(shè)容器的template定義了request為500milli CPU和1GB的內(nèi)存，limit為2GB內(nèi)存。
vpa的推薦值是1000milli CPU和2GB內(nèi)存，那么vpa會將內(nèi)存limit設(shè)置為4GB
原先的request/limit比例=1GB/2GB=推薦值request/limit比例=2GB/4GB

limit的設(shè)置上限
假設(shè)容器的template定義了request為500milli CPU和1GB內(nèi)存，limit為2GB內(nèi)存。
并且每個容器的limit設(shè)置上限為3GB內(nèi)存。
vpa的推薦值是1000milli CPU和2GB內(nèi)存，那么vpa會將內(nèi)存limit設(shè)置為3GB，將內(nèi)存request設(shè)置為1.5GB（保證request和limit的比例）

資源策略覆蓋limit范圍
假設(shè)容器的template定義了request為500milli CPU和1GB內(nèi)存，limit為2GB內(nèi)存。
并且每個容器的limit設(shè)置上限為3GB內(nèi)存。
vpa的容器資源策略要求vpa將容器的request設(shè)置為最小750milli CPU和2GB內(nèi)存。
vpa的推薦值是1000milli CPU和2GB內(nèi)存。那么vpa會將內(nèi)存request設(shè)置為2GB，將內(nèi)存limit設(shè)置為4GB（保證request和limit比例）

總的來說 資源策略 > 全局limit上限 > 推薦值

OOMKill后自定義內(nèi)存增長
如果檢查道OOMKill時間，vpa會增加內(nèi)存使用量推薦值
recommendation = memory-usage-in-oomkill-event + max(oom-min-bump-up-bytes, memory-usage-in-oomkill-event * oom-bump-up-rate)
推薦值 = 發(fā)生OOMKill的內(nèi)存使用值 + oom最小的增長字節(jié)、內(nèi)存使用值與增長率的乘積兩者的最大值
通過oom-min-bump-up-byte修改oom最小增長字節(jié)，默認(rèn)是100MiB
通過oom-bump-up-radio修改增長率，默認(rèn)是1.2，即每次發(fā)送OOM，內(nèi)存增加20%。

已知限制
1、當(dāng)vpa更新了pod的請求資源，所有運(yùn)行的相關(guān)pod會被重建，可能被調(diào)度到其他節(jié)點(diǎn)。
2、vpa不保證pod更新推薦值時會重啟成功
3、vpa不會更新沒有控制器的pod，即不會修改damonset這些類型的pod
4、vpa不應(yīng)該和hpa一起使用。但是可以使用vpa和一些定制的hpa
5、VPA 準(zhǔn)入控制器是一個準(zhǔn)入Webhook。如果將其他準(zhǔn)入 Webhook 添加到集群，則分析它們?nèi)绾谓换ヒ约八鼈兪欠窨赡芟嗷_突非常重要。準(zhǔn)入控制器的順序由 API 服務(wù)器上的標(biāo)志定義。
6、vpa會對大部分的內(nèi)存溢出時間做出反應(yīng)，但不是全部
7、vpa表現(xiàn)沒有經(jīng)歷過大規(guī)模的集群測試
8、vpa的推薦值可能超出集群可用資源，導(dǎo)致pod一直處于pending狀態(tài)
9、同一個pod匹配多個vpa資源可能有未知的行為

vpa的大致流程
當(dāng)vpa部署到集群后，vpa的recommender會通過prometheus等其他收集數(shù)據(jù)的組件獲取pod的歷史以及當(dāng)前的資源使用情況。然后計算出推薦值。vpa的updater會檢查pod設(shè)置的request和limit是否符合推薦值。不符合，根據(jù)模式，admission controller決定是否修改其request和limit。然后對應(yīng)的控制器會將其重啟。

vpa如何計算cpu和內(nèi)存的推薦值
總的計算原則，具體計算很復(fù)雜，不詳細(xì)介紹了
對于 CPU，目標(biāo)是將容器使用率超過請求的高百分比（例如 95%）時的時間部分保持在某個閾值（例如 1% 的時間）以下。
對于內(nèi)存，目標(biāo)是將特定時間窗口內(nèi)容器使用率超過請求的概率保持在某個閾值以下（例如，24 小時內(nèi)低于 1%）。。

參考資料
https://github.com/kubernetes/autoscaler/blob/master/vertical-pod-autoscaler/README.md
https://zhuanlan.zhihu.com/p/539314274