譯者 | 晶顏

審校 | 重樓

本文講述降低Kubernetes成本的10種策略。我們將其細(xì)分為部署前、部署后和正在進(jìn)行中的成本優(yōu)化技術(shù)，旨在為處于云計算部署各個階段——開始、中期以及已完全采用云計算的組織提供指導(dǎo)。

部署前策略

這些預(yù)部署策略適用于那些剛剛起步的用戶。其中一些策略將更適合剛開始云計算部署的團(tuán)隊；而另一些則適用于現(xiàn)有環(huán)境中尚未部署Kubernetes的用戶。

1.選擇單個（而非多個）云計算提供商

雖然多云架構(gòu)通常提供了很大的靈活性，但當(dāng)涉及到Kubernetes時，它們通常會產(chǎn)生更高的成本。這與提供Kubernetes的不同方式有關(guān)。

在AWS上，EKS是用戶訪問Kubernetes的主要方式；而在Azure上，訪問Kubernetes的主要方式又變成了AKS。它們每個都構(gòu)建在Kubernetes核心架構(gòu)之上，但利用方式又截然不同。

云計算提供商都有自己的實(shí)現(xiàn)、擴(kuò)展、最佳實(shí)踐和獨(dú)特的功能，這意味著在EKS上可以很好地進(jìn)行成本優(yōu)化的功能在AKS上就不起作用了（或者根本不是一個選項）。更不用說通過多個服務(wù)管理Kubernetes的運(yùn)營成本，以及需要了解多云環(huán)境所帶來的成本優(yōu)化問題。

因此，鑒于成本和復(fù)雜性等問題，建議最好選擇單個提供商。

2.選擇正確的架構(gòu)

對于那些處于云計算和Kubernetes之旅初期的用戶來說，云計算成本（以及其他一切）將受到你選擇的架構(gòu)類型的顯著影響。當(dāng)涉及到Kubernetes時，下面有一些需要格外留心的注意事項。

你可能知道，如果你更普遍地使用Kubernetes集群或容器，基于微服務(wù)的架構(gòu)將十分適用。而單體式應(yīng)用程序（Monolithic Applications）將無法充分利用容器化的優(yōu)勢。

然而，還有其他不為人所知的考慮因素。例如，有狀態(tài)應(yīng)用程序（Stateful Applications，如SQL數(shù)據(jù)庫）不太適合容器。同樣地，需要定制硬件的應(yīng)用程序（如大量使用的AI/ML）也不是Kubernetes的理想選擇。

因此，在選擇云提供商之后，最好考慮一下采用Kubernetes和容器的程度，然后對架構(gòu)做出明智的選擇。

部署后策略

這些策略適用于那些已經(jīng)在使用Kubernetes并正在尋找新方法以達(dá)到最高成本效率的組織。

3.設(shè)置正確的資源限制和配額，以及適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展方法

資源限制和配額能夠限制你的消費(fèi)方式，沒有這些，任何Kubernetes集群都會以不可預(yù)測的方式運(yùn)行。如果不為集群中的任何pod設(shè)置限制，那么一個pod很容易耗盡內(nèi)存和CPU。

例如，如果你有一個前端pod，那么用戶流量的峰值將意味著消費(fèi)的峰值。雖然你不希望應(yīng)用程序崩潰，但無限制地消耗資源并不是解決問題的辦法。

相反地，你需要合理的資源限制和其他策略來處理大量使用的情況。此時，優(yōu)化應(yīng)用程序的性能將是確保滿足客戶需求而不產(chǎn)生額外成本的更好方法。

配額也是如此，盡管它們應(yīng)用于名稱空間級別和其他類型的資源。但從本質(zhì)上講，它基于謹(jǐn)慎的設(shè)置限制，并通過其他適當(dāng)?shù)姆椒▉泶_保你的交付。

4.設(shè)置智能自動擴(kuò)展規(guī)則

當(dāng)談到Kubernetes中的自動擴(kuò)展時，你有兩種選擇：水平擴(kuò)展和垂直擴(kuò)展。你將使用基于規(guī)則的系統(tǒng)來決定在什么條件下執(zhí)行哪些操作。

水平擴(kuò)展意味著增加pod的總數(shù)，而垂直擴(kuò)展意味著在不增加總數(shù)的情況下增加pod的內(nèi)存和CPU容量。當(dāng)涉及到理想的資源使用和避免不必要的成本時，每種方法都有其優(yōu)勢。

當(dāng)你需要快速擴(kuò)展時，水平擴(kuò)展是更好的選擇。此外，由于你擁有的pod越多，單點(diǎn)故障導(dǎo)致崩潰的可能性就越小，因此在分配大量流量時，水平擴(kuò)展是可取的。在運(yùn)行無狀態(tài)應(yīng)用程序時，它也是更好的選擇，因為額外的pod能夠更好地處理多個并發(fā)請求。

垂直擴(kuò)展對有狀態(tài)應(yīng)用程序更有利，因為通過向pod中添加資源來保持狀態(tài)比在新pod中傳播狀態(tài)更容易。當(dāng)你在擴(kuò)展方面有其他限制時，例如有限的IP地址空間或許可證所施加的節(jié)點(diǎn)數(shù)量限制，垂直擴(kuò)展也是可取的。

在定義擴(kuò)展規(guī)則時，你需要了解每個規(guī)則的用例、應(yīng)用程序的特性以及可能滿足的擴(kuò)展需求類型。

5.使用Rightsizing

Rightsizing說起來并不復(fù)雜，就是把資源的規(guī)格調(diào)整為它實(shí)際需要用到的規(guī)格。在Kubernetes情境中，它意味著確保Kubernetes環(huán)境中每個pod和節(jié)點(diǎn)的適當(dāng)資源利用率（CPU和內(nèi)存）。如果沒有正確調(diào)整大小，可能會發(fā)生一些影響應(yīng)用程序性能和成本優(yōu)化工作的事情。

在過度配置的情況下，付費(fèi)的CPU和內(nèi)存可能會未被使用，成為閑置資源；在供應(yīng)不足的情況下，雖然它不會直接影響Kubernetes的成本，但它會造成性能問題，最終導(dǎo)致成本下降。

當(dāng)涉及到Rightsizing時，有一些方法可用。它可以由工程師手動完成，也可以使用工具完全自動化?？傊琑ightsizing是一個持續(xù)的過程，需要動態(tài)調(diào)整，但如果做得好，它是成本優(yōu)化策略的重要組成部分。

6.充分利用Spot實(shí)例

Spot實(shí)例非常適合某些情況。如果你的應(yīng)用程序可以處理不可預(yù)測性，那么你可以在有限的時間內(nèi)獲得實(shí)例的巨大折扣（在AWS上高達(dá)90%）。然而可能會有一些額外的配置。

例如，你將需要調(diào)整pod分發(fā)預(yù)算并設(shè)置就緒探針（Readiness Probes），以便為突然刪除實(shí)例準(zhǔn)備Kubernetes集群。

節(jié)點(diǎn)管理也是如此——你需要使實(shí)例類型和pod多樣化，以應(yīng)對中斷。

簡單地說，Spot實(shí)例是降低應(yīng)用程序成本的好方法，但是將這種不可預(yù)測性集成到Kubernetes中需要具備專業(yè)知識。

7.戰(zhàn)略性地利用區(qū)域資源來減少流量

一個經(jīng)常被忽視的成本優(yōu)化策略是減少不同地理區(qū)域之間的流量。當(dāng)節(jié)點(diǎn)覆蓋多個區(qū)域時，數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用可能會迅速增加，因為你將使用公共互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在這里，AWS Private Link和Azure Private Link等工具可以通過提供替代路由來幫助你優(yōu)化成本。

集群的區(qū)域分布和數(shù)據(jù)傳輸策略可能是一項復(fù)雜的工作，有些人會使用工具來完成該操作，但一旦完成，這是減少每月賬單的好方法。

持續(xù)改進(jìn)策略

這些Kubernetes成本優(yōu)化技術(shù)適用于那些可能已經(jīng)解決了最常見問題，并希望實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)的組織。如果你非常了解自動擴(kuò)展和Rightsizing等實(shí)踐，那么這里有一些面向更有經(jīng)驗的Kubernetes用戶的實(shí)用成本管理技術(shù)。

8.利用監(jiān)控成本提高效率

Kubernetes、EKS、AKS和GKE都提供了自己的成本監(jiān)控和優(yōu)化功能。但要獲得真正細(xì)致的見解，通常最好投資于第三方工具。有很多Kubernetes成本優(yōu)化工具可供選擇。市面上有一些通用的云成本管理工具，它們可以很好地與Kubernetes基礎(chǔ)設(shè)施配合使用。

一般來說，當(dāng)你選擇一個工具時，應(yīng)該優(yōu)先考慮一下自己最缺的是什么。有些工具最適合產(chǎn)生洞察力；有些則專注于人工智能，這意味著更少的控制和用戶輸入，這對于缺乏人力資源的團(tuán)隊來說是件好事。

簡而言之，考慮Kubernetes成本優(yōu)化過程中缺少什么，并根據(jù)需求選擇合適的工具。

9.將成本控制集成到CI/CD管道中

如果你的組織將DevOps與Kubernetes結(jié)合使用，你可以在不同的點(diǎn)上將Kubernetes成本監(jiān)控和控制構(gòu)建到CI/CD管道中。

例如，當(dāng)正確集成時，Kubecost可用于在部署之前預(yù)測更改的成本。它還可以用于自動化與成本相關(guān)的控制，如果預(yù)測的成本太高，甚至?xí)?dǎo)致構(gòu)建失敗。更廣泛地說，集成Kubecost（或具有類似功能的腳本）可以使Kubernetes覆蓋一個可監(jiān)控的數(shù)據(jù)點(diǎn)，以便為未來的CI/CD決策提供數(shù)據(jù)。

因此，如果你正在使用Kubernetes，并且你的組織已經(jīng)采用了DevOps，則可以將成本優(yōu)化構(gòu)建到流程的核心。

10.建立一個通過工具和文化來實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化的環(huán)境

盡管這涉及到云計算的總體成本，但還是值得花時間列出一些關(guān)鍵點(diǎn)。

首先，如果你已經(jīng)做了一些部署后和正在進(jìn)行的工作，那么在整個組織中采用正確的心態(tài)將會更容易，這需要數(shù)據(jù)。因此，擁有正確的成本監(jiān)控和優(yōu)化工具是一個良好的開端，Kubefed、CAST AI或Densify都是不錯的選擇。

其次，這些數(shù)據(jù)需要對多個利益相關(guān)者是可訪問且有意義的。如果你已經(jīng)采用了DevOps，那么這應(yīng)該沒有那么困難。但如果你沒有，你可能會遇到一點(diǎn)阻力。像Apptio Cloudability這樣的工具可以幫助實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，提供清晰的成本洞察，并特別關(guān)注將非技術(shù)利益相關(guān)者與關(guān)鍵統(tǒng)計數(shù)據(jù)聯(lián)系起來。

最后，無論你是想削減Kubernetes還是云計算的成本，都需要營造一個激勵持續(xù)改進(jìn)的環(huán)境。當(dāng)團(tuán)隊在整個業(yè)務(wù)中有明確的目標(biāo)時，當(dāng)每個成員都獲取到成就感時，團(tuán)隊就會成功。

原文標(biāo)題：10 Kubernetes Cost Optimization Techniques，作者：Andromeda Booth