Kubernetes統(tǒng)治著容器市場。根據(jù)CNCF的一項(xiàng)調(diào)查，到2020年，Kubernetes在生產(chǎn)環(huán)境中的使用率為93％，高于2019年的78％。

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由于DevOps團(tuán)隊(duì)采用了Kubernetes，并且在開源社區(qū)的鼓勵(lì)下，這一數(shù)字可能還會(huì)增長，如果還是以目前的花費(fèi)來維持，將會(huì)有加大網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)，監(jiān)控等成本的開銷。

運(yùn)行Kubernetes可能會(huì)非常昂貴，尤其當(dāng)組織首次使用Kubernetes時(shí)，他們通常會(huì)使用沒有經(jīng)過優(yōu)化的架構(gòu)和設(shè)置，這將會(huì)慢慢加大組織的網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)，監(jiān)控等成本的開銷。為了節(jié)省很多不必要的成本，我們需要從一開始就養(yǎng)成良好的習(xí)慣。

在本文中，我們將介紹9種控制和降低Kubernetes成本的方法。

1. Kubernetes成本監(jiān)控

成本監(jiān)控：應(yīng)該向你展示有關(guān)Kubernetes的支出。這是有效地管理Kubernetes成本的最合乎邏輯的步驟。

云供應(yīng)商提供帳單信息，但是，它們通常僅是一個(gè)簡單的概述，這雖然對多租戶的Kubernetes集群有用，但是在私有云中不可訪問。因此，我們需要使用外部軟件來監(jiān)控Kubernetes的使用。Prometheus，Kubecost，Microtica和Replex是該領(lǐng)域中的一些有用工具。

選擇你將要使用的工具以及如何監(jiān)控Kubernetes成本。然后，為Kubernetes成本優(yōu)化實(shí)施更具體的措施。

2.限制資源

有效的資源約束，能夠確保Kubernetes系統(tǒng)的資源使用不會(huì)超出成本預(yù)算。

容器使用的資源不能超過你設(shè)置的資源限制。當(dāng)容器中的進(jìn)程嘗試使用超出允許范圍的內(nèi)存時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)核會(huì)因內(nèi)存不足（OOM）錯(cuò)誤而中止該進(jìn)程。

限制資源至關(guān)重要，尤其是在許多開發(fā)人員可以直接訪問Kubernetes的情況下。它們確保公平共享可用資源，從而減小整個(gè)集群的大小。如果沒有限制，一個(gè)人可能會(huì)消耗所有資源，這將影響其他人的正常工作，從而導(dǎo)致總體上需要更多的計(jì)算資源。

但是，請注意不要無限制地限制你的資源。如果資源限制太低，工程師和軟件將無法正常運(yùn)行。一些Kubernetes成本優(yōu)化工具，例如Prometheus和Kubecost，可以幫助你實(shí)現(xiàn)資源的平衡。

要了解限制容器資源的更多信息，請查看Kubernetes文檔。

3.自動(dòng)擴(kuò)縮

自動(dòng)擴(kuò)展意味著為你所需的東西付費(fèi)。你可以允許Kubernetes自動(dòng)擴(kuò)縮以適應(yīng)快速變化。

水平和垂直自動(dòng)擴(kuò)縮是可用的兩種自動(dòng)擴(kuò)縮類型。簡而言之，水平自動(dòng)擴(kuò)縮涉及根據(jù)負(fù)載是高于還是低于指定水平來新增和移除Pod。各個(gè)Pod的比例與垂直自動(dòng)擴(kuò)縮比例保持平衡。

兩種自動(dòng)擴(kuò)縮方法都可使用計(jì)算能力動(dòng)態(tài)地適應(yīng)你的實(shí)際需求。但是，此方法不一定理想，因?yàn)樗贿m用于所有用例。

4.選擇合適的實(shí)例

舉例：AWS Kubernetes的成本，受到管理AWS實(shí)例的直接影響。實(shí)例以多種不同形式出現(xiàn)，具有不同的內(nèi)存和計(jì)算資源組合。雖然Kubernetes Pod的使用方式相同，但資源分配不同。控制AWS Kubernetes成本的關(guān)鍵是確保Pod在你的AWS實(shí)例上有效增減。AWS實(shí)例應(yīng)與你的pod的大小匹配。

Pod的規(guī)模，數(shù)量和歷史資源利用率趨勢在決定使用哪個(gè)AWS實(shí)例時(shí)都發(fā)揮著作用。應(yīng)用程序可能具有不同的存儲(chǔ)或CPU要求，這會(huì)影響要使用的實(shí)例的類型。

確保Kubernetes Pod的資源消耗與其所使用的AWS實(shí)例上的CPU和內(nèi)存消耗相關(guān)聯(lián)，這對于優(yōu)化資源使用和降低AWS成本至關(guān)重要。

可以在此處檢查Amazon EC2實(shí)例類型，然后選擇最適合你需求的一種。

5.AWS中使用Spot 實(shí)例

目前，AWS實(shí)例有3種形式：按需實(shí)例，預(yù)留實(shí)例和Spot 實(shí)例。按需實(shí)例成本最高，但靈活性最高。與按需實(shí)例的價(jià)格相比，使用 Spot 實(shí)例最高可以享受 90% 的折扣。你還可以在一定時(shí)間內(nèi)獲取預(yù)留實(shí)例，以節(jié)省成本。因此，實(shí)例形式的選擇直接影響在AWS上運(yùn)行Kubernetes的成本。

你可以將 Spot 實(shí)例用于各種無狀態(tài)、容錯(cuò)或者靈活的應(yīng)用程序，例如大數(shù)據(jù)、容器化工作負(fù)載、CI/CD、Web 服務(wù)器、高性能計(jì)算 (HPC) 以及測試和開發(fā)工作負(fù)載。

6.設(shè)定睡眠時(shí)間表

無論你是在按需實(shí)例，保留實(shí)例還是Spot 實(shí)例上運(yùn)行Kubernetes集群，確保集群的充分利用對于成本管理都是至關(guān)重要的。你可以按配置它們的時(shí)間段計(jì)算AWS EC2的費(fèi)用。

簡而言之，如果開發(fā)團(tuán)隊(duì)使用基于云的Kubernetes環(huán)境，則他們僅在工作時(shí)間內(nèi)使用它。如果他們每周工作40個(gè)小時(shí)，而在其余時(shí)間中環(huán)境仍然正常工作，那么在不用時(shí)無需為剩余的128個(gè)小時(shí)付費(fèi)。當(dāng)然，并不是每個(gè)團(tuán)隊(duì)都這樣，特別是如果他們的工作時(shí)間靈活，但是在沒有人工作的情況下關(guān)閉環(huán)境可以極大地提高Kubernetes的成本優(yōu)化。

開發(fā)人員可以通過自動(dòng)設(shè)置睡眠計(jì)劃并僅在需要時(shí)喚醒環(huán)境來。設(shè)置此計(jì)劃意味著系統(tǒng)將自動(dòng)縮減未使用的資源。這樣可以確保環(huán)境條件得以保存。此外，當(dāng)工程師再次需要時(shí)，環(huán)境將輕松，自動(dòng)地“喚醒”，這意味著工作流不會(huì)中斷。

7.定期進(jìn)行Kubernetes清理

如果讓工程師有權(quán)按需構(gòu)建命名空間，或者有權(quán)構(gòu)建CI/CD流水線，則最終可能會(huì)產(chǎn)生許多未使用的對象或集群，但這些仍然在花費(fèi)金錢。即使你的睡眠模式能夠減少計(jì)算資源的消耗，那么它僅適用于暫時(shí)不活動(dòng)的資源。

因此，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)某些資源長時(shí)間處于非活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，刪除它們將是一件很明智的事情。

8.確定你的Kubernetes集群的大小

在不同情況下，管理Kubernetes集群的方法也是不同的。作為程序員，在構(gòu)建集群之前，你需要經(jīng)常考慮將在集群上運(yùn)行的應(yīng)用程序的規(guī)范。

在設(shè)計(jì)可擴(kuò)展應(yīng)用程序時(shí)，正確調(diào)整節(jié)點(diǎn)大小非常重要。大量的小節(jié)點(diǎn)和少量的大節(jié)點(diǎn)是兩個(gè)截然不同的事物。最好的方法是在這兩個(gè)之間找到適當(dāng)?shù)钠胶狻?/p>

但是，你的應(yīng)用程序的不同要求需要不同數(shù)量和大小的節(jié)點(diǎn)。具體可以參考《調(diào)整Kubernetes集群大小的技巧》，以了解各種應(yīng)用所需的大小和數(shù)量。

9.標(biāo)記資源

在任何環(huán)境中，無論是云，還是本地器，標(biāo)記資源都是一個(gè)明智的主意。組織在有多個(gè)測試，開發(fā)和生產(chǎn)環(huán)境中，更應(yīng)使用標(biāo)記來確保所有服務(wù)均受到控制。

AWS提供了一種強(qiáng)大的標(biāo)記方案，可用于標(biāo)記屬于Kubernetes的服務(wù)。有效的標(biāo)記使你可以輕松地分類管理哪些是未使用的服務(wù)。在AWS Billing儀表板中啟用這些標(biāo)簽后，你將能夠分配成本并查看各種服務(wù)的費(fèi)用明細(xì)。

結(jié)論

Kubernetes成本優(yōu)化的第一步是監(jiān)控它們。然后，為避免計(jì)算資源的過度使用，你可以設(shè)置限制，這將使成本更易于管理。

確定最佳資源的大小以及自動(dòng)擴(kuò)展功能，也對降低成本有所幫助。如果使用AWS，則可以檢查其價(jià)格較低的選項(xiàng)，例如Spot 實(shí)例。刪除空閑資源的方法，包括自動(dòng)休眠計(jì)劃和清理未使用的Kubernetes資源。最后，調(diào)整容器大小并實(shí)施資源標(biāo)記，以實(shí)現(xiàn)更好的Kubernetes成本優(yōu)化。