写在前面

  • 学习K8s，整理这部分知识
  • 博文内容主要涉及
  • K8s中调度组件kube Scheduler的一些总结
  • 主要参考《K8s权威指南》一书
  • 食用方式：
  • 需要k8s基础知识
  • 需要了解pod基本调度行为

张牙舞爪的人，往往是脆弱的。因为真正强大的人，是自信的，自信就会温和，温和就会坚定--------《明朝那些事》

Scheduler原理解析

众多周知，​​Kubernetes Scheduler ​​​是 ​​Kubernetes​​​中负责​​Pod调度​​的重要功能模块，运行在k8s 集群中的master节点。

作用 : ​​Kubernetes Scheduler​​​的作用是将待调度的Pod (API​​新创建​​​的Pod, Controller Manager为​​补足副本而创建​​​的Pod等)按照特定的​​调度算法​​​和​​调度策略​​绑定(Binding)到集群中某个合适的Node上,并将绑定信息写入etcd中。

在整个调度过程中涉及三个对象,分别是

  • ​​待调度Pod列表​​
  • ​​可用Node列表​​
  • ​​以及调度算法和策略​​

整体流程 :通过调度算法调度,为​​待调度Pod列表​​​中的每个Pod从​​Node列表​​​中选择一个​​最适合的Node​​​随后, 目标node节点上的​​kubelet​​​通过​​APIServer监听到Kubernetes Scheduler​​​产生的​​Pod绑定事件​​​,然后获取对应的​​Pod清单​​​,​​下载Image镜像并启动容器​​。

关于Kubernetes中kube-scheduler的一些笔记_Pod

​​kubelet​​​进程通过与​​API Server​​​的交互，每隔一个时间周期,就会调用一次API Server的REST接口报告自身状态, API Server接收到这些信息后,将节点状态信息更新到etcd中。 同时kubelet也通过API Server的​​Watch接口监听Pod信息​​,如果监听到新的Pod副本被调度绑定到本节点,则执行Pod对应的容器的创建和启动逻辑;如果监听到Pod对象被删除,则删除本节点上的相应的Pod容器;如果监听到修改Pod信息,则kubelet监听到变化后,会相应地修改本节点的Pod容器。

所以说，​​kubernetes Schedule ​​​在整个系统中承担了​​承上启下的​​重要功能，对上负责接收声明式API或者控制器创建新pod的消息，并且为其安排一个合适的Node，对下，选择好node之后，把工作交接给node上的kubelet，由kubectl负责pod的剩余生命周期。

​​Kubernetes Scheduler​​当前提供的默认调度流程分为以下两步。

流程

描述

预选调度过程

即遍历所有目标Node,筛选出符合要求的候选节点。为此, Kubernetes内置了多种预选策略(xxx Predicates)供用户选择

确定最优节点

在第1步的基础上,采用优选策略(xxxPriority)计算出每个候选节点的积分,积分最高者胜出

Kubernetes Scheduler的调度流程是通过插件方式加载的​​"调度算法提供者” (AlgorithmProvider)​​​具体实现的。一个​​AlgorithmProvider​​​其实就是包括了一组​​预选策略​​​与一组​​优先选择策略​​的结构体.

Scheduler中可用的预选策略包含：​​NoDiskConflict、PodFitsResources、PodSelectorMatches、PodFitsHost、CheckNodeLabelPresence、CheckServiceAffinity 和PodFitsPorts​​策略等。

其默认的​​AlgorithmProvider​​加载的预选策略返回布尔值包括：

  • PodFitsPorts（PodFitsPorts）：判断端口是否冲突
  • PodFitsResources（PodFitsResources）：判断备选节点的资源是否满足备选Pod的需求
  • NoDiskConflict（NoDiskConflict）：判断备选节点和已有节点是否磁盘冲突
  • MatchNodeSelector（PodSelectorMatches）：判断备选节点是否包含备选Pod的标签选择器指定的标签。
  • HostName（PodFitsHost）:判断备选Pod的spec.nodeName域所指定的节点名称和备选节点的名称是否一致

即每个节点只有​​通过前面提及的5个默认预选策略后​​​，才能初步被选中，进入到​​确认最优节点(优选策略)流程。​​

Scheduler中的优选策略包含(不限于下面3个)：

  • ​​LeastRequestedPriority​​:从备选节点列表中选出资源消耗最小的节点,对各个节点公式打分
  • ​​CalculateNodeLabelPriority​​：判断策略列出的标签在备选节点中存在时，是否选择该备选节,这不太懂，打分
  • ​​BalancedResourceAllocation​​：从备选节点列表中选出各项资源使用率最均衡的节点。对各个节点公式打分

每个节点通过​​优先选择策略时都会算出一个得分，计算各项得分，最终选出得分值最大的节点作为优选的结果​​（也是调度算法的结果）。