OpenShift OKD HPA 自动扩缩容实验报告

OpenShift Deployment 与 HPA 自动扩缩容实验报告

1. 实验背景

本实验旨在验证 OKD/OpenShift 集群的水平 Pod 自动扩缩容（HPA）功能。通过部署一个 CPU 密集型 PHP 应用，利用华为云镜像加速源，并在单节点 (SNO) 环境下观察 Pod 的动态伸缩行为。

2. 环境说明

• 集群类型: OKD 4.x Single Node OpenShift (SNO)
• 物理内存: 32 GB (宿主机), 20 GB (SNO 节点)
• 命名空间: hpa-demo
• 应用镜像: swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/ddn-k8s/registry.k8s.io/hpa-example:latest

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3. 关键配置

• 资源请求: CPU Request = 10m (0.01 Core)，设为极小值以提高灵敏度。
• 扩容阈值: CPU 利用率 > 50%。
• 副本范围: Min 1, Max 5。
• 权限配置: 授予 anyuid SCC 权限以允许容器监听 80 端口。

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4. 压测数据记录表 (实测数据)

实验阶段	压力操作	实时 CPU 负载 (当前/目标)	Pod 副本数	行为观察
准备阶段	无压力	0% / 50%	1	初始状态，平稳运行
触发阶段	启动本地 PowerShell curl 循环	120% / 50%	2 -> 4	负载瞬间超标，HPA 快速响应
高峰阶段	持续压测 3 分钟	200% / 50%	5	副本数达到设定的最大上限
冷却阶段	停止所有 curl 请求	10% / 50%	5	负载下降，系统进入 5 分钟观察期
恢复阶段	停止压测约 8 分钟后	10% / 50%	1	自动缩容至初始状态，实验成功

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5. 核心问题解决 (Troubleshooting)

1. Permission Denied (Port 80): 通过执行 oc adm policy add-scc-to-user anyuid -z default 赋予 root 运行权限解决。
2. 灵敏度不足: 通过将 CPU Request 降至 10m，使得少量的 Web 请求也能触发明显的 CPU 百分比上涨。
3. 镜像拉取: 选用华为云加速镜像源，确保了在代理环境下的快速部署。

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6. 实验结论

1. 全自动生命周期: OpenShift 的 HPA 机制能精准、自动地闭环处理业务波峰波谷。
2. 资源隔离: 在 SNO 这种单节点环境下，合理设置 limits 和 requests 是保证控制平面不被业务应用压垮的关键。
3. 冷却机制重要性: 5 分钟的缩容冷却期能有效避免系统资源频繁波动的开销。