Karpenter vs Cluster Autoscaler

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by Wesley Tibúcio

Recentemente, a empresa onde trabalho tem buscado maneiras de reduzir custos, e uma das soluções em pauta é o uso do Karpenter, um autoscaler gerenciado pela AWS. Com isso, comecei a estudar mais a fundo sobre o assunto e percebi que, ao trabalhar com Kubernetes, temos várias formas de escalar tanto as aplicações/PODs quanto os nós (nodes) do cluster, conforme a demanda. Ao longo dessa pesquisa, notei que existem duas abordagens principais para fazer isso: uma utilizando o Karpenter e outra com o Autoscaler nativo da AWS.

Neste post, compartilho o básico dos testes que realizei, com o objetivo de ajudar na compreensão das diferenças entre essas soluções e oferecer insights sobre qual delas pode ser mais adequada para a sua jornada de otimização de custos e escalabilidade.

Cluster Autoscaler

O que é?

O Cluster Autoscaler é uma ferramenta nativa do Kubernetes que ajusta automaticamente o número de nós em um cluster com base na demanda dos pods.

Como funciona?

  • Escalonamento para cima: Quando não há recursos suficientes para agendar novos pods, o Cluster Autoscaler adiciona nós ao cluster.
  • Escalonamento para baixo: Quando há nós subutilizados, ele os remove para economizar custos.

Vantagens:

  • Integração nativa: Funciona bem com provedores de nuvem populares como AWS, GCP e Azure.
  • Configuração simples: Fácil de configurar e usar em clusters Kubernetes existentes.

Desvantagens:

  • Latência: Pode haver um atraso na adição de novos nós, especialmente em grandes clusters.
  • Limitações de personalização: Menos flexível em termos de personalização de políticas de escalonamento.
Site NoOps

Karpenter

O que é?
Karpenter é uma solução de escalonamento automático mais recente, projetada para ser mais eficiente e flexível do que o Cluster Autoscaler.

Como funciona?

  • Escalonamento dinâmico: Karpenter provisiona nós com base em requisitos específicos de pods, como CPU, memória e GPU.
  • Integração com AWS: Atualmente, tem suporte nativo para AWS, mas está se expandindo para outros provedores.

Vantagens:

  • Eficiência: Provisão de nós mais rápida e eficiente, reduzindo o tempo de espera para escalonamento.
  • Flexibilidade: Suporte para diferentes tipos de instâncias e requisitos de recursos.

Desvantagens:

  • Suporte limitado: Principalmente focado em AWS, com suporte limitado para outros provedores.
  • Complexidade: Pode ser mais complexo de configurar e gerenciar em comparação com o Cluster Autoscaler.
    Site Karpenter

    Benefícios do Autoscaling de Nodes

    Eficiência de Recursos:

    • Otimização de Custos: O autoscaling ajusta automaticamente o número de nós com base na carga de trabalho atual, garantindo que você pague apenas pelos recursos que realmente está usando.
    • Redução de Desperdício: Evita a alocação excessiva de recursos, reduzindo o desperdício de capacidade ociosa.

    Escalabilidade:

    • Resposta a Picos de Demanda: Permite que o cluster responda rapidamente a aumentos repentinos na carga de trabalho, adicionando nós conforme necessário.
    • Flexibilidade: Facilita o crescimento do cluster sem intervenção manual, suportando cargas de trabalho variáveis.

    Confiabilidade:

    • Alta Disponibilidade: Garante que os pods tenham sempre os recursos necessários para serem agendados, melhorando a disponibilidade dos serviços.
    • Resiliência: Em caso de falhas de nós, o autoscaling pode rapidamente substituir nós problemáticos, mantendo a integridade do cluster.

    Gerenciamento Simplificado:

    • Menos Intervenção Manual: Reduz a necessidade de ajustes manuais na infraestrutura, permitindo que as equipes se concentrem em tarefas de maior valor.
    • Automação: Automatiza o processo de ajuste de capacidade, integrando-se com políticas de escalonamento definidas.

    Desempenho Otimizado:

    • Alocação Adequada de Recursos: Garante que os pods tenham os recursos necessários para operar de forma eficiente, melhorando o desempenho geral das aplicações.
    • Redução de Latência: Minimiza o tempo de espera para a provisão de novos recursos, especialmente em cargas de trabalho críticas.

    Conclusão

    • O autoscaling de nodes é uma prática essencial para qualquer organização que busca otimizar seus recursos de infraestrutura, melhorar a eficiência operacional e garantir a disponibilidade contínua de seus serviços. Ele permite que os clusters Kubernetes se adaptem automaticamente às mudanças na carga de trabalho, proporcionando uma operação mais ágil e econômica.
    • A escolha entre Karpenter e Cluster Autoscaler depende das necessidades específicas do seu ambiente Kubernetes. O Cluster Autoscaler é uma escolha sólida para quem busca uma solução simples e bem integrada com provedores de nuvem populares. Por outro lado, o Karpenter oferece maior flexibilidade e eficiência, especialmente em ambientes AWS.

    O Karpenter foi criado pela (AWS). Ele é um projeto de código aberto que visa melhorar o gerenciamento de clusters Kubernetes ao fornecer uma forma automatizada de provisionar e dimensionar recursos de computação. O Karpenter otimiza o uso de nós em um cluster, alocando instâncias de máquinas virtuais de forma eficiente e sob demanda para atender às necessidades das cargas de trabalho.

    O Karpenter foi lançado pela AWS em 2020 e tem sido desenvolvido com a colaboração de outros engenheiros da comunidade open-source, mas é mantido principalmente pela AWS, mas pode ser usado em uma infraestrutura on-premises (local), mas com algumas limitações e desafios. 

    Site oficial: https://karpenter.sh/