쿠버네티스 VPA — Pod 수직 자동 스케일링

지난 글에서 이벤트 기반 수평 스케일링을 다뤘습니다. 이번에는 방향을 바꿔, Pod 수는 유지하면서 컨테이너의 CPU·메모리 할당량을 자동 조정하는 VPA(VerticalPodAutoscaler)를 살펴봅니다.

VPA가 필요한 이유

많은 팀이 resources 설정을 과도하게 높게 잡습니다(“혹시 모르니까”). 이로 인해 노드 용량의 상당 부분이 낭비됩니다. VPA는 실제 사용 패턴을 분석해 적절한 requests/limits를 권장하고, 자동으로 적용할 수 있습니다.

세 가지 컴포넌트

Recommender는 Metrics Server에서 과거 리소스 사용 히스토리를 수집하고 통계 분석을 통해 최적 request/limit 값을 계산합니다. 결과는 VPA 오브젝트의 status.recommendation 필드에 기록됩니다.

Updater는 현재 실행 중인 Pod가 권장 범위를 벗어났는지 확인합니다. Auto 또는 Recreate 모드에서 범위를 벗어난 Pod를 퇴출시킵니다.

Admission Controller(Webhook)는 신규 Pod가 생성될 때 VPA 권장값을 컨테이너 resources에 주입합니다.

VPA 오브젝트 설정

apiVersion: autoscaling.k8s.io/v1
kind: VerticalPodAutoscaler
metadata:
  name: web-vpa
spec:
  targetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: web-server
  updatePolicy:
    updateMode: "Off"       # 처음에는 Off로 권장값만 확인
  resourcePolicy:
    containerPolicies:
    - containerName: web
      minAllowed:
        cpu: "50m"
        memory: "64Mi"
      maxAllowed:
        cpu: "4"
        memory: "4Gi"
      controlledResources: ["cpu", "memory"]

updateMode 비교

Off는 권장값만 계산하고 적용하지 않습니다. Initial은 신규 Pod 생성 시에만 주입합니다. Recreate는 범위를 벗어난 기존 Pod를 퇴출해 재시작합니다. Auto는 k8s 1.27+의 In-Place Pod Resize 기능을 활용하거나, 미지원 버전에서는 Recreate처럼 동작합니다.

처음 VPA를 도입할 때는 Off 모드로 시작해 권장값을 며칠간 관찰한 뒤 Initial → Auto 순으로 전환하는 것을 권장합니다.

# VPA 권장값 확인
kubectl describe vpa web-vpa

# 출력 예시:
# Recommendation:
#   Container Recommendations:
#     Container Name: web
#     Lower Bound:    cpu: 100m, memory: 256Mi
#     Target:         cpu: 250m, memory: 512Mi
#     Upper Bound:    cpu: 500m, memory: 1Gi

HPA와 VPA 병용 주의

CPU와 메모리를 동시에 HPA와 VPA로 제어하면 충돌합니다. 예를 들어 HPA가 CPU 기반으로 스케일 업하는 동안 VPA가 CPU requests를 늘리면 서로 피드백 루프가 생깁니다.

안전한 병용 방법은 다음과 같습니다.

# HPA는 CPU로 수평 스케일
# VPA는 메모리만 수직 스케일 (CPU 제외)
resourcePolicy:
  containerPolicies:
  - containerName: "*"
    controlledResources: ["memory"]   # CPU 제외

또는 HPA를 커스텀 메트릭(RPS 등)으로 설정하고 VPA가 CPU/메모리를 모두 관리하게 할 수도 있습니다.

Goldilocks — VPA 권장값 시각화

실무에서는 Fairwinds의 Goldilocks 도구를 함께 사용하는 경우가 많습니다. 네임스페이스의 모든 Deployment에 VPA(Off 모드)를 자동 생성하고, 웹 대시보드에서 권장값을 한눈에 볼 수 있습니다.

# Goldilocks 네임스페이스 활성화
kubectl label ns production goldilocks.fairwinds.com/enabled=true

# VPA 권장값 자동 생성 후 대시보드에서 확인
kubectl port-forward svc/goldilocks-dashboard -n goldilocks 8080:80

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지난 글: 쿠버네티스 KEDA — 이벤트 기반 자동 스케일링

다음 글: 쿠버네티스 Cluster Autoscaler — 노드 수 자동 조정

읽어주셔서 감사합니다. 😊