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int128.hatenablog.com

AWS Cluster AutoscalerをTerraformとHelmfileでデプロイする

aws terraform Kubernetes

Cluster Autoscalerを利用すると，CPUやメモリの要求量に応じてノード数を自動的に増減させることが可能です．

本稿では，Amazon EKSで以下を利用する方法を紹介します．

Cluster AutoscalerのPodにIAMロールを割り当てるため，あらかじめkube2iamもしくはkiamをデプロイしておく必要があります．詳しくは下記を参照してください．

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（2020/9/23 追記）Cluster AutoscalerのHelm chartはgithub.com/kubernetes/autoscalerに移動しました。また、権限の割り当てはIAM Roles for Service Accountsが推奨されています。

Worker Auto Scaling Groupの修正

Auto Scaling GroupにAuto Discovery用のタグを追加します．

terraform-aws-eks module を利用している場合は以下のように autoscaling_enabled = true を追加すればよいです．詳しくはモジュールの Autoscaling を参照してください．

  worker_groups_launch_template_mixed = [
    {
      # 中略
      autoscaling_enabled     = true
      asg_min_size            = 1
      asg_max_size            = 8
      asg_desired_capacity    = 4
    },
  ]

kopsを利用している場合は kops edit ig nodes で以下のようにノード用のタグを追加します．

  cloudLabels:
    k8s.io/cluster-autoscaler/enabled: 1
    k8s.io/cluster-autoscaler/CLUSTER_NAME: 1

IAM Roleの作成

Cluster AutoscalerがAuto Scaling Groupを取得したり変更したりするためのIAM Roleを作成します．必要なIAMポリシーは cluster-autoscaler/cloudprovider/aws に記載されています．

# IAM role for Cluster Autoscaler
resource "aws_iam_role" "cluster_autoscaler" {
  name               = "${var.cluster_name}-cluster-autoscaler"
  assume_role_policy = data.aws_iam_policy_document.kube2iam_assume_role.json
}

resource "aws_iam_role_policy" "cluster_autoscaler" {
  role   = aws_iam_role.cluster_autoscaler.name
  policy = <<EOF
{
    "Version": "2012-10-17",
    "Statement": [
        {
            "Effect": "Allow",
            "Action": [
                "autoscaling:DescribeAutoScalingGroups",
                "autoscaling:DescribeAutoScalingInstances",
                "autoscaling:DescribeLaunchConfigurations",
                "autoscaling:DescribeTags",
                "autoscaling:SetDesiredCapacity",
                "autoscaling:TerminateInstanceInAutoScalingGroup"
            ],
            "Resource": "*"
        }
    ]
}
EOF
}

data "aws_iam_policy_document" "kube2iam_assume_role" {
  statement {
    actions = ["sts:AssumeRole"]
    principals {
      type        = "Service"
      identifiers = ["ec2.amazonaws.com"]
    }
    principals {
      type        = "AWS"
      identifiers = [module.eks.worker_iam_role_arn]
    }
  }
}

Helm chartのデプロイ

stable/cluster-autoscaler chart をデプロイします．

releases:
  # https://github.com/helm/charts/tree/master/stable/cluster-autoscaler
  - name: cluster-autoscaler
    namespace: kube-system
    chart: stable/cluster-autoscaler
    values:
      - cloudProvider: aws
        awsRegion: ap-northeast-1
        autoDiscovery:
          clusterName: {{ .Environment.Values.clusterName }}
        rbac:
          create: true
        podAnnotations:
          # IAM role for Cluster Autoscaler
          iam.amazonaws.com/role: {{ .Environment.Values.clusterName }}-cluster-autoscaler

  # https://github.com/helm/charts/tree/master/stable/metrics-server
  - name: metrics-server
    namespace: kube-system
    chart: stable/metrics-server

environments:
  default:
    values:
      - clusterName: CLUSTER_NAME

Cluster Autoscalerのログにエラーが出ていないことを確認します．IAMロールやIAMポリシーが不適切な場合はエラーが出ます．

スケールアップの動作確認

ここでは以下のように echoserver をデプロイします．

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: echoserver
  namespace: echoserver
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: echoserver
    spec:
      containers:
      - image: gcr.io/google_containers/echoserver:1.10
        name: echoserver
        ports:
        - containerPort: 8080

ここで，以下のようにCPU requestを設定します．1ノード2コアの場合は1500mにするとよいでしょう．要求値が大きすぎると，Cluster Autoscalerはノードを追加してもスケジュール不可能と判断してしまいます．

spec:
  template:
    spec:
      containers:
      - image: gcr.io/google_containers/echoserver:1.10
        name: echoserver
        ports:
        - containerPort: 8080
           resources:
              requests:
                cpu: 1500m

Cluster Autoscalerのログを確認します．以下のように Upcoming 1 nodes と表示されると成功です．同時に，Auto Scaling GroupのDesired Capacityが書き換わっていることを確認します．しばらく経つと，ノードが増えてPodがスケジュールされるはずです．

I0927 11:50:35.158353       1 scale_up.go:263] Pod echoserver/echoserver-74fd7d865f-vkzqb is unschedulable
I0927 11:50:35.158391       1 scale_up.go:300] Upcoming 0 nodes
I0927 11:50:35.158521       1 scale_up.go:423] Best option to resize: ASG_NAME
I0927 11:50:35.158540       1 scale_up.go:427] Estimated 1 nodes needed in ASG_NAME
I0927 11:50:35.158556       1 scale_up.go:529] Final scale-up plan: [{ASG_NAME 4->5 (max: 8)}]
I0927 11:50:35.158572       1 scale_up.go:694] Scale-up: setting group ASG_NAME size to 5

I0927 11:50:45.523906       1 scale_up.go:263] Pod echoserver/echoserver-74fd7d865f-vkzqb is unschedulable
I0927 11:50:45.524041       1 scale_up.go:300] Upcoming 1 nodes

I0927 11:52:36.144782       1 clusterstate.go:194] Scale up in group ASG_NAME finished successfully in 2m0.794268739s

スケールダウンの動作確認

前のセクションで設定したCPU requestを削除します．

デフォルトでは，Cluster Autoscalerがノードが必要ないと判断してから10分後に実際にノードを削除します（詳しくは How does scale-down work? を参照してください）．Cluster Autoscalerのログを確認し，以下のように Terminating EC2 instance が表示されると成功です．

I0927 11:57:07.790306       1 scale_down.go:407] Node ip-172-19-67-52.ap-northeast-1.compute.internal - utilization 0.055000
I0927 11:57:07.790634       1 static_autoscaler.go:359] ip-172-19-67-52.ap-northeast-1.compute.internal is unneeded since 2019-09-27 11:57:07.773690521 +0000 UTC m=+2997.491422805 duration 0s

I0927 12:07:12.161679       1 static_autoscaler.go:359] ip-172-19-67-52.ap-northeast-1.compute.internal is unneeded since 2019-09-27 11:57:07.773690521 +0000 UTC m=+2997.491422805 duration 10m4.367847963s
I0927 12:07:12.161767       1 scale_down.go:600] ip-172-19-67-52.ap-northeast-1.compute.internal was unneeded for 10m4.367847963s
I0927 12:07:12.161868       1 scale_down.go:819] Scale-down: removing empty node ip-172-19-67-52.ap-northeast-1.compute.internal
I0927 12:07:12.176857       1 delete.go:64] Successfully added toBeDeletedTaint on node ip-172-19-67-52.ap-northeast-1.compute.internal
I0927 12:07:12.391908       1 auto_scaling_groups.go:269] Terminating EC2 instance: i-066bc60549f083e38

最後に，Auto Scaling Groupのdesired capacityが元に戻っていることを確認します．