МЕТОДИ МАСШТАБУВАННЯ KUBERNETES КЛАСТЕРУ В ХМАРНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Автор(и)

  • Denys Pomeluiko
  • Nataliia Yeromina
  • Serhii Petrov
  • Nataliia Ishchenko
  • Olena Voloshchuk

DOI:

https://doi.org/10.26906/SUNZ.2025.2.175

Ключові слова:

Kubernetes, масштабування кластеру, хмарне середовище, HPA, Horizontal Pod Autoscaler, VPA, Cluster Autoscaler, Karpenter, KEDA, Kubernetes Event Driven Scaling, Prometheus, EKS, AWS

Анотація

У статті розглянуто питання масштабування кластерів Kubernetes у хмарному середовищі, що є одним із ключових чинників забезпечення високої доступності мікросервісних додатків. Проаналізовано традиційні засоби та сучасні підходи, включно з механізмами вертикального та горизонтального масштабування. Розглянуто також такі методи, як передбачувальне масштабування, масштабування на основі подій та застосування спеціальних метрик. Проведено аналіз переваг і недоліків розглянутих підходів. Показано, як налаштування й оптимізація параметрів масштабування впливають на витрати на хмарні ресурси й продуктивність додатків. Мета статті: аналіз сучасних інструментів та підходів до масштабування Kubernetes-кластерів у хмарному середовищі AWS, виявлення переваг та недоліків кожного із наявних рішень. Висновки. Масштабування на основі подій є особливо корисним для навантажень з нерегулярною або імпульсною природою. Перспективними напрямами являється розробка динамічних механізмів зміни ресурсів контейнера під час виконання, одночасне використання горизонтального і вертикального масштабування, застосування гібридних підходів для мікросервісів, а також розширення досліджень на рівні інфраструктури. Вибір стратегії масштабування має базуватись на характеристиках робочих навантажень, бюджетних обмеженнях і загальних операційних цілях організації. Тонке налаштування конфігурацій масштабування та постійний моніторинг поведінки застосунків є критично важливими для досягнення ефективного використання ресурсів, підвищення продуктивності та зниження витрат у cloud-native середовищі.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

1. Kubernetes Autoscaling and Best Practices for Implementations. StormForge. URL: https://stormforge.io/kubernetesautoscaling (дата звернення: 09.04.2025).

2. Phuc L.H., Phan L.-A., Kim T. Traffic-Aware Horizontal Pod Autoscaler in Kubernetes-Based Edge Computing Infrastructure.

3. Choi B., Park J., Lee C., Han D. pHPA: A Proactive Autoscaling Framework for Microservice Chain. APNet 2021: Proceedings of the 5th Asia-Pacific Workshop on Networking. 2021.

4. Toka L., Dobreff G., Fodor B., Sonkoly B. Machine Learning-Based Scaling Management for Kubernetes Edge Clusters. IEEE Transactions on Network and Service Management. 2021.

5. Rudrabhatla C.K. A Quantitative Approach for Estimating the Scaling Thresholds and Step Policies in a Distributed Microservice Architecture. IEEE Access. 2020

6. Balla D., Simon C., Maliosz M. Adaptive Scaling of Kubernetes Pods. NOMS 2020: IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium. Apr. 2020. P. 1–5.

7. Khaleq A., Ra I. Intelligent Autoscaling of Microservices in the Cloud for Real-Time Applications. IEEE Access. 2021.

8. Baresi L., Hu D., Quattrocchi G., Terracciano L. KOSMOS: Vertical and Horizontal Resource Autoscaling for Kubernetes. ICSOC 2021: International Conference on Service-Oriented Computing. 2021

9. Nguyen T.T., Yeom Y.J., Kim T., Park D.H., Kim S. Horizontal Pod Autoscaling in Kubernetes for Elastic Container Orchestration. Sensors. 2020.

10. Rossi F. Auto-Scaling Policies to Adapt the Application Deployment in Kubernetes. ZEUS 2020: Proceedings of the Workshop on Services and Applications over Decentralized Systems.

11. Cluster Autoscaler on AWS. Kubernetes Autoscaler Documentation. GitHub. URL:https://github.com/kubernetes/autoscaler/blob/master/cluster-autoscaler/cloudprovider/aws/README.md (дата звернення: 09.04.2025).

12. Tarn E., Saha R. Harness the Power of Karpenter to Scale, Optimize & Upgrade Kubernetes. AWS re:Invent 2023. Presentation CON331. URL: https://d1.awsstatic.com/events/Summits/reinvent2023/CON331_Harness-the-power-ofKarpenter-to-scale-optimize-and-upgrade-Kubernetes.pdf (дата звернення: 09.04.2025).

13. KEDA Concepts. KEDA Documentation. URL: https://keda.sh/docs/2.17/concepts/ (дата звернення: 09.04.2025).

14. Venkataraman V. Using Prometheus Adapter to Autoscale Applications Running on Amazon EKS. AWS Cloud Operations Blog. 28.09.2021. URL: https://aws.amazon.com/blogs/mt/automated-scaling-of-applications-running-on-eks-using-custommetric-collected-by-amazon-prometheus-using-prometheus-adapter/ (дата звернення: 09.04.2025).

Downloads

Опубліковано

2025-06-19

Номер

Розділ

Інформаційні технології