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基于RabbitMQ指标的容器水平伸缩

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本文介绍如何使用RabbitMQ指标和事件驱动自动伸缩工具Keda实现应用的弹性伸缩。

前提条件

功能介绍

随着企业业务的不断发展，对应用程序的要求也逐渐提高。消息队列RabbitMQ版是一款基于高可用分布式存储架构实现的AMQP 0-9-1协议的消息产品，具备高并发、分布式、灵活扩缩容等云消息服务优势。使用RabbitMQ和Keda可以监控队列长度和消息速率指标，根据需求进行弹性伸缩应用，帮助您优化资源使用和满足应用程序的负载需求。目前阿里云RabbitMQ只支持amqp协议传输数据，RabbitMQ社区版本支持多种协议。

本文举例如何配置ack-keda，实现将RabbitMQ指标转换为HPA可用指标，并实现容器自动伸缩。

步骤一：部署工作负载创建应用

  1. 登录容器服务管理控制台，在左侧导航栏选择集群。

  2. 在集群列表页面，单击目标集群名称，然后在左侧导航栏，选择工作负载 > 无状态。

  3. 在无状态页面，单击使用YAML创建资源。

  4. 在创建页面，选择示例模板为自定义。使用如下内容创建名为sample-app的应用，然后单击创建。

    apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: sample-app
  namespace: default
  labels:
    app: sample-app
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: sample-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: sample-app
    spec:
      containers:
      - name: consumer
        image: consumer  # 修改为业务真实的RabbitMQ的消费者镜像。
        resources:
          limits:
            cpu: "500m"

步骤二：部署基于RabbitMQ指标的弹性示例

  1. 登录云消息队列 RabbitMQ 版控制台，然后在左侧导航栏选择实例列表。

  2. 单击目标实例名称，进入实例详情页面。在接入点信息页签，查看并记录公网接入点的Endpoint。

  3. 在左侧导航栏中单击静态用户名密码，查看并记录用户名和密码。静态用户名密码..png

  4. 在左侧导航栏中单击Vhost列表，查看并记录Vhost的值，例如amq-test。获取vhost..png

  5. 执行如下指令，创建连接认证字符串。

    echo -n "amqp://rabbitmq-username:rabbitmq-password@localhost:5672/vhost" | base64

    其中rabbitmq-username和rabbitmq-password分别为记录的用户名和密码、localhost为记录的Endpoint、vhost为上一步记录的名称。

  6. 使用如下YAML创建Secret。

    apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: keda-rabbitmq-secret
data:
  host: YW1xWXpNmd4TVRBNEXN0 # 已创建的连接认证字符串。

  7. 使用如下YAML创建TriggerAuthentication对象，并将该YAML文件部署到Kubernetes集群中。

    apiVersion: keda.sh/v1alpha1
kind: TriggerAuthentication
metadata:
  name: keda-trigger-auth-rabbitmq-conn
  namespace: default
spec:
  secretTargetRef:
    - parameter: host
      name: keda-rabbitmq-secret # keda-rabbitmq-secret为上一步创建的Secret。
      key: host

    执行如下命令，将YAML文件部署到Kubernetes集群中。

    kubectl apply -f secret.yaml
kubectl apply -f rabbitmq-trigger-auth.yaml

    部署完成后，您可以在Keda中使用RabbitMQ触发器，并且可以通过引用TriggerAuthentication对象来连接RabbitMQ获取指标数据。

  8. 使用如下内容，创建YAML文件ScaledObject.yaml。

    apiVersion: keda.sh/v1alpha1
kind: ScaledObject
metadata:
  name: rabbitmq-scaledobject
  namespace: default
spec:
  scaleTargetRef:
    name: rabbitmq-deployment
  maxReplicaCount: 10
  minReplicaCount: 1
  triggers:
  - type: rabbitmq
    metadata:
      protocol: amqp
      queueName: amq-test
      mode: QueueLength
      value: "20"
      metricName: custom-testqueue 
    authenticationRef:
      name: keda-trigger-auth-rabbitmq-conn

    参数

    说明

    scaleTargetRef

    配置扩缩容的对象，这里配置步骤一：部署工作负载创建应用已创建的应用sample-app。

    maxReplicaCount

    最大副本数。

    minReplicaCount

    最小副本数。

    protocol

    keda组件与RabitMQ之间的通信协议。取值范围：auto、http、amqp。

    queueName

    待读取信息的队列名称。

    value

    触发扩容的阈值。

  9. 执行如下命令，创建资源。

    // 下发伸缩配置。
kubectl apply -f ScaledObject.yaml   

scaledobject.keda.sh/rabbitmq-scaledobject created

// 获取伸缩配置状态。
kubectl get ScaledObject

NAME                    SCALETARGETKIND      SCALETARGETNAME   MIN   MAX   TRIGGERS   AUTHENTICATION                    READY   ACTIVE   FALLBACK   AGE
rabbitmq-scaledobject   apps/v1.Deployment   sample-app        1     10    rabbitmq   keda-trigger-auth-rabbitmq-conn   True    False    False      17s

// 检查HPA的生成情况。
kubectl get hpa

NAME                             REFERENCE               TARGETS      MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
keda-hpa-rabbitmq-scaledobject   Deployment/sample-app   0/20 (avg)   1         10        2          2m35s

步骤三：生产及消费数据实现扩缩容

  1. 本次测试借助下面代码生产及消费数据。

    )package main

import (
	"fmt"
	"log"
	"time"
	"github.com/streadway/amqp"
)

const (
	queueName = "queue-test"    // 替换为待读取信息的队列名称。
	numMsgs   = 10000
	pauseTime = 10 * time.Millisecond
  url = "amqp://Mjpt****:QT****@amqp-cn-zxux009.cn-beijing.amqp-0.net.mq.amqp.aliyuncs.com:5672/amq-test"   // 访问的RabbitMQ的url，拼接方式amqp://guest:password@localhost:5672/vhost
)

func main() {
	conn, err := amqp.Dial(url)
	failOnError(err, "Failed to connect to RabbitMQ")
	defer conn.Close()

	ch, err := conn.Channel()
	failOnError(err, "Failed to open a channel")
	defer ch.Close()

	q, err := ch.QueueDeclare(
		queueName,
		true,
		false,
		false,
		false,
		nil,
	)
	failOnError(err, "Failed to declare a queue")
	go produce(ch, q)
	select {}
}

func produce(ch *amqp.Channel, q amqp.Queue) {
	for i := 0; i < numMsgs; i++ {
		msg := fmt.Sprintf("Message %d", i)
		err := ch.Publish(
			"",
			q.Name,
			false,
			false,
			amqp.Publishing{
				ContentType: "text/plain",
				Body:        []byte(msg),
			},
		)
		failOnError(err, "Failed to publish a message")
		log.Printf("Successed to publish a message: %s", msg)
		time.Sleep(pauseTime)
	}
}

func failOnError(err error, msg string) {
	if err != nil {
		log.Fatalf("%s: %s", msg, err)
	}
}

  2. 运行Producer程序生产数据，然后执行如下命令，查看HPA详情。

    kubectl get hpa

    预期输出：

    NAME                               REFERENCE               TARGETS           MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
keda-hpa-rabbitmq-scaledobject   Deployment/sample-app   443000m/20 (avg)   1         10        10         9m15s

    预期输出表明，sample-app已经扩容到keda组件设置的最大值。

  3. 关闭Producer程序，运行Consumer程序，然后执行如下命令。

    kubectl get hpa -w

    预期输出：

    NAME                               REFERENCE               TARGETS            MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
keda-hpa-rabbitmq-scaledobject   Deployment/sample-app   443000m/20 (avg)   1         10        10         9m15s
keda-hpa-rabbitmq-scaledobject   Deployment/sample-app   235000m/20 (avg)   1         10        10         9m51s
keda-hpa-rabbitmq-scaledobject   Deployment/sample-app   0/20 (avg)         1         10        10         10m
keda-hpa-rabbitmq-scaledobject   Deployment/sample-app   0/20 (avg)         1         10        1          15m

    预期输出表明，在数据消费结束一段时间后，sample-app缩容至keda组件设置的最小值。

相关文档

关于如何利用Kubernetes事件驱动自动伸缩工具Keda，根据自定义的RocketMQ消息堆积指标，启动容器水平伸缩（HPA），请参见基于RocketMQ指标的容器水平伸缩。

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