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Kubernetes 调度器

在 Kubernetes 中,调度 是指将 Pod 放置到合适的节点上,以便对应节点上的 Kubelet 能够运行这些 Pod。

调度概览

调度器通过 Kubernetes 的监测(Watch)机制来发现集群中新创建且尚未被调度到节点上的 Pod。 调度器会将所发现的每一个未调度的 Pod 调度到一个合适的节点上来运行。 调度器会依据下文的调度原则来做出调度选择。

如果你想要理解 Pod 为什么会被调度到特定的节点上, 或者你想要尝试实现一个自定义的调度器,这篇文章将帮助你了解调度。

kube-scheduler

kube-scheduler 是 Kubernetes 集群的默认调度器,并且是集群 控制面 的一部分。 如果你真得希望或者有这方面的需求,kube-scheduler 在设计上允许你自己编写一个调度组件并替换原有的 kube-scheduler。

对每一个新创建的 Pod 或者是未被调度的 Pod,kube-scheduler 会选择一个最优的节点去运行这个 Pod。 然而,Pod 内的每一个容器对资源都有不同的需求, 而且 Pod 本身也有不同的需求。因此,Pod 在被调度到节点上之前, 根据这些特定的调度需求,需要对集群中的节点进行一次过滤。

在一个集群中,满足一个 Pod 调度请求的所有节点称之为 可调度节点。 如果没有任何一个节点能满足 Pod 的资源请求, 那么这个 Pod 将一直停留在未调度状态直到调度器能够找到合适的 Node。

调度器先在集群中找到一个 Pod 的所有可调度节点,然后根据一系列函数对这些可调度节点打分, 选出其中得分最高的节点来运行 Pod。之后,调度器将这个调度决定通知给 kube-apiserver,这个过程叫做 绑定

在做调度决定时需要考虑的因素包括:单独和整体的资源请求、硬件/软件/策略限制、 亲和以及反亲和要求、数据局部性、负载间的干扰等等。

kube-scheduler 调度流程

kube-scheduler 给一个 Pod 做调度选择时包含两个步骤:

  1. 过滤
  2. 打分

过滤阶段会将所有满足 Pod 调度需求的节点选出来。 例如,PodFitsResources 过滤函数会检查候选节点的可用资源能否满足 Pod 的资源请求。 在过滤之后,得出一个节点列表,里面包含了所有可调度节点;通常情况下, 这个节点列表包含不止一个节点。如果这个列表是空的,代表这个 Pod 不可调度。

在打分阶段,调度器会为 Pod 从所有可调度节点中选取一个最合适的节点。 根据当前启用的打分规则,调度器会给每一个可调度节点进行打分。

最后,kube-scheduler 会将 Pod 调度到得分最高的节点上。 如果存在多个得分最高的节点,kube-scheduler 会从中随机选取一个。

支持以下两种方式配置调度器的过滤和打分行为:

  1. 调度策略 允许你配置过滤所用的 断言(Predicates) 和打分所用的 优先级(Priorities)
  2. 调度配置 允许你配置实现不同调度阶段的插件, 包括:QueueSortFilterScoreBindReservePermit 等等。 你也可以配置 kube-scheduler 运行不同的配置文件。

接下来

最后修改 November 14, 2023 at 2:21 PM PST: Merge pull request #43918 from xmudrii/follow-up-43522-1.24 (98e2db7)