几分钟搞定 OpenStack Heat AutoScaling 根据CPU 自动伸缩VM
一、背景
Openstack的Heat是在H版之后加入的组件，旨在创建一套业务流程，更轻松的管理一个集群。集群内的虚拟机可以作为一个整体，统一的为客户提供服务。Heat中把功能定义成资源，在Heat中会用到Nova，Neutron，Ceilometer等组件，这些都可以看成是资源，通过模板文件来描述，模板文件可以是yaml格式，也可以是json格式，一般是yaml格式。
AutoScaling的概念最早出现在AWS，AutoScaling是一项Web服务，目的是根据用户定义的策略，时间表的运行状态检查启动或终止虚拟机，达到自动伸缩。
Openstack里的Auto Scale是由Heat和Ceilometer模块一起配合完成的。Ceilometer负责收集处理性能数据，一旦达到Heat模版里定义的阀值，就发告警信息给heat-engine，由heat-engine调动Heat模版里定义的其它的OpenStack资源实现auto scale。
二、Heat AutoScaling Resources
实现AutoScaling功能涉及到的资源如下：
1.AWS::AutoScaling::AutoScalingGroup
伸缩组是具有相同应用场景的实例的集合，定义了组内实例数的最大值和最小值，冷却时间等等。
注：冷却时间是指一个伸缩活动后的一段锁定时间，在这个时间内不能进行其他的伸缩活动。
语法如下：
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{
"Type"
:
"AWS::AutoScaling::AutoScalingGroup"
,
"Properties"
: {
"AvailabilityZones"
: [ String, ... ],
"Cooldown"
: String,
"DesiredCapacity"
: String,
"HealthCheckGracePeriod"
: Integer,
"HealthCheckType"
: String,
"InstanceId"
: String,
"LaunchConfigurationName"
: String,
"LoadBalancerNames"
: [ String, ... ],
"MaxSize"
: String,
"MetricsCollection"
: [ MetricsCollection, ... ]
"MinSize"
: String,
"NotificationConfigurations"
: [ NotificationConfigurations, ... ],
"PlacementGroup"
: String,
"Tags"
: [ Auto Scaling Tag, ..., ],
"TargetGroupARNs"
: [ String, ... ],
"TerminationPolicies"
: [ String, ..., ],
"VPCZoneIdentifier"
: [ String, ... ]
}
}
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2.AWS::AutoScaling::LaunchConfiguration
伸缩配置定义了用于弹性伸缩的实例的配置。由AutoScalingGroup用于配置组内的实例。
语法如下：
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{
"Type"
:
"AWS::AutoScaling::LaunchConfiguration"
,
"Properties"
: {
"AssociatePublicIpAddress"
: Boolean,
"BlockDeviceMappings"
: [ BlockDeviceMapping, ... ],
"ClassicLinkVPCId"
: String,
"ClassicLinkVPCSecurityGroups"
: [ String, ... ],
"EbsOptimized"
: Boolean,
"IamInstanceProfile"
: String,
"ImageId"
: String,
"InstanceId"
: String,
"InstanceMonitoring"
: Boolean,
"InstanceType"
: String,
"KernelId"
: String,
"KeyName"
: String,
"PlacementTenancy"
: String,
"RamDiskId"
: String,
"SecurityGroups"
: [ SecurityGroup, ... ],
"SpotPrice"
: String,
"UserData"
: String
}
}
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3.AWS::AutoScaling::ScalingPolicy
为auto scale group添加伸缩的策略，定义了具体的扩展或者收缩的操作，以及伸缩的数量。
语法如下：
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{
"Type"
:
"AWS::AutoScaling::ScalingPolicy"
,
"Properties"
: {
"AdjustmentType"
: String,
"AutoScalingGroupName"
: String,
"Cooldown"
: String,
"EstimatedInstanceWarmup"
: Integer,
"MetricAggregationType"
: String,
"MinAdjustmentMagnitude"
: Integer,
"PolicyType"
: String,
"ScalingAdjustment"
: Integer,
"StepAdjustments"
: [ StepAdjustments, ... ]
}
}
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此外，Heat中AutoScaling还需配合OS::Ceilometer::Alarm使用，由Alarm监控实例的运行状况，一旦超过阈值，则会产生告警。
三、 Heat AutoScaling Template
下面是一个简单的例子:
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heat_template_version: 2013-05-23
description: Heat template
for
autoscaling
parameters:
#定义一些变量
flavor:
type
: string
default: m1.small
image:
type
: string
default: 1a2b3c4f-1a2b-3c4f-5d6e-4130ff5203de
availability_zone:
type
: string
default: nova
alarm_scaleout_threshold:
#阈值
type
: number
default: 80
alarm_scalein_threshold:
#阈值
type
: number
default: 20
resources:
neutron_network:
type
: OS::Neutron::Net
properties:
name: {get_param:
"OS::stack_name"
}
neutron_subnet:
type
: OS::Neutron::Subnet
properties:
name: {get_param:
"OS::stack_name"
}
network_id: { get_resource: neutron_network }
cidr:
'192.168.111.0/24'
gateway_ip:
'192.168.111.1'
allocation_pools:
- start:
'192.168.111.2'
end:
'192.168.111.254'
neutron_router:
type
: OS::Neutron::Router
properties:
name: {get_param:
"OS::stack_name"
}
add_router_interface:
type
: OS::Neutron::RouterInterface
properties:
router_id: { get_resource: neutron_router }
subnet_id: { get_resource: neutron_subnet }
nova_server_security_group:
type
: OS::Neutron::SecurityGroup
properties:
description:
'security group for VM'
name: {get_param:
"OS::stack_name"
}
rules: [
{direction:
'ingress'
,
remote_ip_prefix:
'0.0.0.0/0'
,
port_range_min: 0,
port_range_max: 30000,
ethertype: IPv4,
protocol:
'tcp'
},
{direction:
'egress'
,
remote_ip_prefix:
'0.0.0.0/0'
,
port_range_min: 0,
port_range_max: 65535,
ethertype:
'IPv4'
,
protocol:
'tcp'
},
{direction:
'egress'
,
remote_ip_prefix:
'0.0.0.0/0'
,
port_range_min: 0,
port_range_max: 65535,
ethertype:
'IPv4'
,
protocol:
'udp'
},
{direction:
'ingress'
,
remote_ip_prefix:
'0.0.0.0/0'
,
port_range_min: null,
port_range_max: null,
ethertype:
'IPv4'
,
protocol:
'icmp'
},
{direction: egress,
remote_ip_prefix:
'0.0.0.0/0'
,
port_range_min: null,
port_range_max: null,
ethertype:
'IPv4'
,
protocol:
'icmp'
}
]
launch_config:
#Scale group中的实例的配置
type
: AWS::AutoScaling::LaunchConfiguration
properties:
ImageId: { get_param: image }
#实例使用的image
InstanceType: { get_param: flavor }
#实例使用的flavor
SecurityGroups: [ get_resource: nova_server_security_group ]
UserData: |
#实例启动时运行的脚本
#!/bin/bash
passwd
root << EOD
123456
123456
EOD
server_group:
#伸缩组
type
: AWS::AutoScaling::AutoScalingGroup
properties:
AvailabilityZones: []
Cooldown:
'60'
#冷却时间
LaunchConfigurationName: { get_resource: launch_config }
#组中实例的配置
MinSize:
'1'
#最小实例数
MaxSize:
'4'
#最大实例数
VPCZoneIdentifier: [ get_resource: neutron_subnet ]
scaleout_policy:
#向上扩展的策略
type
: AWS::AutoScaling::ScalingPolicy
properties:
AdjustmentType: ChangeInCapacity
#heat 支持三种调整方式：change_in_capacity (new = current + adjustment), #exact_capacity (new = adjustment), percent_change_in_capacity (在current 的基#础上上按照 adjustment 的 百分比调整)
AutoScalingGroupName: { get_resource: server_group }
ScalingAdjustment:
'1'
#每次的调整量，即增加一个实例
scalein_policy:
#向下收缩的策略
type
: AWS::AutoScaling::ScalingPolicy
properties:
AdjustmentType: ChangeInCapacity
AutoScalingGroupName: { get_resource: server_group }
ScalingAdjustment:
'-1'
#每次的调整量，即减少一个实例
neutron_port:
type
: OS::Neutron::Port
properties:
network_id: { get_resource: neutron_network }
fixed_ips:
- subnet_id: { get_resource: neutron_subnet }
security_groups: [ { get_resource: nova_server_security_group } ]
alarm_scaleout:
#定义一个 ceilometer alarm
type
: OS::Ceilometer::Alarm
properties:
description: Scale-up
if
the average CPU > 80%
for
10 minute
meter_name: cpu_util
#监控虚拟机的 cpu_util
statistic: avg
#statistic 的计算方法为 avg 即平均值法
period: 600
#统计周期
evaluation_periods: 1
#连续几个周期才算有效
repeat_actions:
true
threshold: { get_param: alarm_scaleout_threshold }
# cpu_util 的阈值
alarm_actions:
#该告警在alarm 状态时的 action。
- {get_attr: [scaleout_policy, AlarmUrl]}
matching_metadata: {
'metadata.user_metadata.groupname'
: {get_resource:
'server_group'
}}
comparison_operator: gt
#检测值和阈值的比较方式为 gt 即大于
alarm_scalein:
type
: OS::Ceilometer::Alarm
properties:
description: Scale-down
if
the average CPU < 20%
for
10 minutes
meter_name: cpu_util
statistic: avg
period: 600
evaluation_periods: 1
repeat_actions:
true
threshold: { get_param: alarm_scalein_threshold }
alarm_actions:
- {get_attr: [scalein_policy, AlarmUrl]}
matching_metadata: {
'metadata.user_metadata.groupname'
: {get_resource:
'server_group'
}}
comparison_operator: lt
#检测值和阈值的比较方式为 lt 即小于
outputs:
scale_in_url:
value: { get_attr: [ scalein_policy, AlarmUrl ] }
scale_out_url:
value: { get_attr: [ scaleout_policy, AlarmUrl ] }
|
这个stack的功能是监控实例的CPU使用率,当CPU使用率大于80%时,将会启动一个新的实例,当CPU使用率小于20%,将会减少一个实例。