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it2025-07-18  4

文章目录

1.1 调度器简介1.2 调度过程1.3 自定义调度器2.1 Node 亲和性2.2 Pod 亲和性2.3 Taint 和 Toleration2.4 指定调度节点

1.1 调度器简介

Scheduler是 Kubernetes的调度器,主要的任务是把定义的 pod分配到集群的节点上,需要考虑以下问题:

公平:如何保证每个节点都能被分配资源资源高效利用:集群所有资源最大化被使用效率:调度的性能要好,能够尽快地对大批量的 pod完成调度工作灵活:允许用户根据自己的需求控制调度的逻辑

Scheduler是作为单独的程序运行的,启动之后会一直连接 apiserver获取 PodSpec.NodeName为空的 pod,对每个 pod都会创建一个 binding,表明该 pod应该放到哪个节点上。

1.2 调度过程

调度分为几个部分:

Predicate有一系列的算法可以使用:

PodFitsResources:节点上剩余的资源是否大于 pod请求的资源PodFitsHost:如果 pod指定了 NodeName,检查节点名称是否和 NodeName匹配PodFitsHostPorts:节点上已经使用的 port是否和 pod申请的 port冲突PodSelectorMatches:过滤掉和 pod指定的 label不匹配的节点NoDiskConflict:已经 mount的 volume和 pod指定的 volume不冲突,除非它们都是只读

如果在 predicate过程中没有合适的节点, pod会一直在 pending状态(等待),不断重试调度,直到有节点满足条件。

经过这个步骤,如果有多个节点满足条件,就继续 priorities过程:按照优先级大小对节点排序。优先级由一系列键值对组成,键是该优先级项的名称,值是它的权重,这些优先级选项包括:

LeastRequestedPriority:通过计算 CPU和 Memory的使用率来决定权重,使用率越低权重越高。换句话说,这个优先级指标倾向于资源使用比例更低的节点BalancedResourceAllocation:节点上 CPU和 Memory使用率越接近,权重越高。这个应该和上面的一起使用,不应该单独使用ImageLocalityPriority:倾向于已经有要使用镜像的节点,镜像总大小值越大,权重越高

通过算法对所有的优先级项目和权重进行计算,得出最终的结果。

1.3 自定义调度器

除了 K8S自带的调度器,可以自定义调度器。通过 spec:schedulername参数指定调度器的名字,可以为 pod选择某个调度器进行调度。比如下面的 pod选择 my-scheduler进行调度,而不是默认的 default-scheduler:

apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: annotation-second-scheduler labels: name: multischeduler-example spec: schedulername: my-scheduler containers: - name: pod-with-second-annotation-container image: gcr.io/google_containers/pause:2.0

2.1 Node 亲和性

spec.affinity.nodeAffinity:

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution(优先执行计划):软策略requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution(要求执行计划):硬策略

键值运算关系:

键说明Inlabel 的值在某个列表中NotInlabel 的值不在某个列表中Gtlabel 的值大于某个值Ltlabel 的值小于某个值Exists某个 label 存在DoesNotExist某个 label 不存在

软策略:

[root@master schedule] apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: affinity labels: app: node-affinity-pod spec: containers: - name: with-node-affinity image: hub.hc.com/library/myapp:v1 affinity: nodeAffinity: preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - weight: 1 preference: matchExpressions: - key: kubernetes.io/hostname operator: In values: - worker3 [root@master schedule] NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES affinity 1/1 Running 0 39s 10.244.2.92 worker2 <none> <none>

硬策略:

[root@master schedule] apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: affinity2 labels: app: node-affinity-pod spec: containers: - name: with-node-affinity image: hub.hc.com/library/myapp:v1 affinity: nodeAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: nodeSelectorTerms: - matchExpressions: - key: kubernetes.io/hostname operator: In values: - worker3 [root@master schedule] NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES affinity2 0/1 Pending 0 23s <none> <none> <none> <none> [root@master schedule] Events: Type Reason Age From Message ---- ------ ---- ---- ------- Warning FailedScheduling 49s default-scheduler 0/3 nodes are available: 3 node(s) didn't match node selector.

2.2 Pod 亲和性

spec.affinity.podAffinity/podAntiAffinity:

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution(优先执行计划):软策略requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution(要求执行计划):硬策略 [root@master schedule] apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-2 labels: app: pod-2 spec: containers: - name: pod-2 image: hub.hc.com/library/myapp:v1 affinity: podAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - labelSelector: matchExpressions: - key: app operator: In values: - pod-1 topologyKey: kubernetes.io/hostname podAntiAffinity: preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - weight: 1 podAffinityTerm: labelSelector: matchExpressions: - key: app operator: In values: - pod-2 topologyKey: kubernetes.io/hostname [root@master schedule] pod-2 0/1 Pending 0 4s <none> <none> <none> <none> [root@master schedule] NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES pod-1 1/1 Running 0 5s 10.244.2.94 worker2 <none> <none>

亲和性/反亲和性调度策略比较如下:

调度策略匹配标签操作符拓扑域支持调度目标nodeAffinity主机In, NotIn, Exists,DoesNotExist, Gt, Lt否指定主机podAffinityPODIn, NotIn, Exists,DoesNotExist是POD与指定POD同一拓扑域podAnitAffinityPODIn, NotIn, Exists,DoesNotExist是POD与指定POD不在同一拓扑域

2.3 Taint 和 Toleration

节点亲和性,是 pod的一种属性(偏好或硬性要求),它使 pod被吸引到一类特定的节点。 Taint则相反,它使节点能够排斥一类特定的 pod

Taint和 toleration相互配合,可以用来避免 pod被分配到不合适的节点上。每个节点上都可以应用一个或多个 taint,这表示对于那些不能容忍这些 taint的 pod,是不会被该节点接受的。如果将 toleration应用于 pod上,则表示这些 pod可以(但不要求)被调度到具有匹配 taint的节点上。

①污点 (Taint) 的组成

使用 kubectl taint命令可以给某个 Node节点设置污点, Node被设置上污点之后就和 Pod之间存在了一种相斥的关系,可以让 Node拒绝 Pod的调度执行,甚至将 Node已经存在的 Pod驱逐出去每个污点的组成如下: key=value:effect

每个污点有一个 key和 value作为污点的标签,其中 value可以为空, effect描述污点的作用。当前 taint effect支持如下三个选项:

NoSchedule: K8S将不会将 Pod调度到具有该污点的 Node上PreferNoSchedule: K8S将尽量避免将 Pod调度到具有该污点的 Node上NoExecute: K8S将不会将 Pod调度到具有该污点的 Node上,同时会将 Node上已经存在的 Pod驱逐出去

② 污点的设置、查看和去除

kubectl describe node node-name kubectl taint nodes node1 key1=value1:effect kubectl taint nodes node1 key1=value1:effect

设置了污点的 Node将根据 taint的 effect和 Pod之间产生互斥的关系, Pod将在一定程度上不会被调度到 Node上。但我们可以在 Pod上设置容忍 (Toleration) ,设置了容忍的 Pod将可以容忍污点的存在,可以被调度到存在污点的 Node上。

** toleration 的配置:**

spec: tolerations: - key: "key1" operator: "Equal" value: "value1" effect: "NoSchedule" tolerationSeconds: 3600 - key: "key1" operator: "Equal" value: "value1" effect: "NoExecute" - key: "key2" operator: "Exists" effect: "NoSchedule"

说明:

其中 key、 vaule、 effect要与 Node上设置的 taint保持一致operator的值为 Exists将会忽略 value值tolerationSeconds:当 Pod需要被驱逐时可以在 Pod上继续保留运行的时间

① 当不指定 key值时,表示容忍所有的污点 key

tolerations: - operator: "Exists"

② 当不指定 effect值时,表示容忍所有的污点作用

tolerations: - key: "key" operator: "Exists"

③ 有多个 Master存在时,防止资源浪费,可以如下设置

kubectl taint nodes Node-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule

2.4 指定调度节点

apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: myweb spec: replicas: 7 template: metadata: labels: app: myweb spec: nodeName: worker1 nodeSelector: type: theSelected containers: - name: myweb image: hub.hc.com/library/myapp:v1 ports: - containerPort: 80

说明:

spec.nodeName:将 Pod直接调度到指定的 Node节点上,会跳过 Scheduler的调度策略,该匹配规则是强制匹配spec.nodeSelector:通过 K8S的 label-selector机制选择节点,由调度器调度策略匹配 label,而后调度 Pod到目标节点,该匹配规则属于强制约束给 Node打标签: kubect; label node worker1 type=theSelected 全栈小刘 认证博客专家 开源框架设计原理 JVM底层原理 JUC 我从不给自己退路
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