メインコンテンツまでスキップ

第17章：HPAでオートスケール（負荷で増える）📈🔥

この章は「アクセスが増えたらPodが増える😆」「落ち着いたら減る😴」を、目で見て体験する回だよ〜！

1) HPAってなに？🤔（超ざっくり）​

**HPA（HorizontalPodAutoscaler）**は、Deploymentなどの「Podの数」を、**メトリクス（例：CPU使用率）**を見て自動で増減してくれる仕組みだよ📈📉 コントローラは定期的にメトリクスを見て、必要なら .spec.replicas を書き換える感じ（デフォは 15秒周期）。(Kubernetes)

2) 今日の最重要ポイント🔑：「動く条件」が2つある​

✅ 条件A：Metrics API が必要（だいたい metrics-server）​

HPAがCPU/メモリなどのリソースメトリクスを見るには、クラスタに Metrics API（metrics.k8s.io） が必要で、一般的には metrics-server を入れるよ。(Kubernetes)

✅ 条件B：CPUの「requests」を書かないと、CPU%でスケールできない​

CPU使用率（%）は requests に対する比率で計算されるから、requests未設定だとHPAは動けない（メトリクスが取れない/計算できない）ことがあるよ。(Kubernetes)

3) ハンズオン🧪：公式サンプルで「増える瞬間」を見る（最短ルート）🚀​

公式ドキュメントのウォークスルーは、registry.k8s.io/hpa-example を使って「CPU負荷→増える」を体験できるように作られてるよ。(Kubernetes)

3-0) metrics-server を有効化する🧰​

A) minikube の場合（超ラク）😺​

公式でもこの方法が案内されてるよ。(Kubernetes)

minikube addons enable metrics-server

B) それ以外（kindなど）📦​

metrics-server の公式手順（マニフェスト適用）だよ。(GitHub)

kubectl apply -f https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/latest/download/components.yaml

入ったか確認👇（top が動けば勝ち）✨

kubectl top nodes
kubectl top pods -A

もし kubectl top が「Metrics API not available」系でコケたら、まず kube-system の metrics-server Pod を見よう👀

kubectl -n kube-system get pods | findstr metrics
kubectl -n kube-system logs deploy/metrics-server

3-1) サンプルアプリ（Deployment + Service）を立てる🍜​

公式の例をそのまま使うのが一番早い！(Kubernetes)

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/php-apache.yaml

このマニフェストは requests/limits が最初から入ってる（HPA向き）よ。(Kubernetes)

3-2) HPAを作る📈​

CPU 50% を目標に、1〜10 Pod の範囲で増減させるよ。(Kubernetes)

kubectl autoscale deployment php-apache --cpu-percent=50 --min=1 --max=10

状態を見る👇（watchで追いかけるの楽しい😆）

kubectl get hpa
kubectl get hpa php-apache --watch

3-3) 負荷をかける🔥（別ターミナル推奨）​

公式の負荷生成コマンド（busyboxで無限アクセス）だよ。(Kubernetes)

kubectl run -i --tty load-generator --rm --image=busybox:1.28 --restart=Never -- /bin/sh -c "while sleep 0.01; do wget -q -O- http://php-apache; done"

別ターミナルで watch してると、こんな感じで TARGET が跳ねて → REPLICAS が増えるはず！(Kubernetes)

  • 例：305% / 50% みたいに上がる
  • その後、REPLICAS が 1 → 7 みたいに増える

3-4) 負荷を止めて、スケールインを見る😴​

負荷生成ターミナルで Ctrl + C で止める → しばらくすると REPLICAS が減って戻るよ。(Kubernetes)

4) 「CPU%って何%？」の腹落ち🍞​

--cpu-percent=50 は、ざっくり言うと **「requests に対して平均50%くらいに保て」**って意味だよ。 公式例だと、各Podが requests: cpu: 200m なので、50% は平均 100m くらいを狙う、みたいな説明になってる。(Kubernetes)

5) autoscaling/v2 で「暴れないHPA」にする🧘‍♀️（フラッピング対策）​

負荷が細かく上下すると、Podが増えたり減ったりして落ち着かないことがある（フラッピング）😵 autoscaling/v2 の behavior で、

  • 安定化ウィンドウ（stabilizationWindowSeconds）
  • スケール速度の上限（policies）

を調整できるよ（v1.23で安定扱い）。(Kubernetes)

例：スケールダウンを“ゆっくり”にする（学習用の例）

apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: php-apache
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: php-apache
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50
  behavior:
    scaleDown:
      stabilizationWindowSeconds: 300
      policies:
      - type: Percent
        value: 10
        periodSeconds: 60
  • 過去5分の“高い方”を採用して、急に減らしすぎない感じになるよ。(Kubernetes)

6) よくある詰まりポイント集😇➡️😇（ハマりどころ救急箱🧰）​

❌ kubectl top が動かない​

  • ほぼ metrics-server 未導入 / 未稼働。まずここ！(Kubernetes) チェック👇
kubectl -n kube-system get pods | findstr metrics
kubectl -n kube-system logs deploy/metrics-server
kubectl get apiservice | findstr metrics

❌ HPAのTARGETが <unknown> のまま​

  • Metrics API が取れてない or requests未設定のどちらかが多いよ。(Kubernetes) まず kubectl describe hpa php-apache の Events を見よう👀
kubectl describe hpa php-apache

❌ Podは増えたのに、Pending が出る​

  • これは「スケジュールできる場所がない」現象😵（ノードの空きが足りない） kubectl describe pod で理由が出るよ👇
kubectl get pods
kubectl describe pod <PendingのPod名>

7) AIで楽するポイント🤖✨（ここ超効く）​

  • kubectl describe hpa ... を貼って「今スケールしない理由を3つ」って聞く🕵️
  • HPAの behavior を「安全寄り（減らすの遅く、増やすの早く）」みたいな要件で提案させる🧠
  • requests/limits の値を「このAPIは軽い/重い」前提で相談して、まず雑に置く→動かしながら調整🎛️

8) ミニ課題🎓📝（手が動くやつ）​

  1. --cpu-percent=30 にしたら、増え方はどう変わる？🤔
  2. max=3 にしたら、TARGETが高いままでも頭打ちになるのを確認👀
  3. behavior.scaleDown.stabilizationWindowSeconds を 0 / 300 で比較してみる🧪（体感できる）

9) お片付け🧹​

kubectl delete hpa php-apache
kubectl delete -f https://k8s.io/examples/application/php-apache.yaml

次の章（Job/CronJob）に行く前に、もし「自分のNode/TS API（第7〜8章のアプリ）でもHPAしたい！」なら、**そのDeploymentのYAML（resources部分つき）**を貼ってくれたら、HPA化の最短ルートに整えて返すよ😆💪