Kubernetes Scheduler 你不得不知道的事 -- 加强版

Kubernetes Scheduler 的作用是将待调度的 Pod 按照一定的调度算法和策略绑定到集群中一个合适的 Worker Node(以下简称 Node) 上,并将绑定信息写入到 etcd 中,之后目标 Node 中 kubelet 服务通过 API Server 监听到 Scheduler 产生的 Pod 绑定事件获取 Pod 信息,然后下载镜像启动容器,调度流程如图所示:

Scheduler 架构图

Scheduler 提供的调度流程分为预选 (Predicates) 和优选 (Priorities) 两个步骤:

1. 预选,K8S会遍历当前集群中的所有 Node,筛选出其中符合要求的 Node 作为候选

2. 优选,K8S将对候选的 Node 进行打分

Scheduler的任务是选择一个placement(位置)。一个placement是一个部分的,非内射的Pod集合到节点集合的分配。

Pod 调度示例

Scheduler的调度逻辑是:将 Possible(可能)的 Node 节点, 通过预选过程变成 Feasible(可用) Node 列表,再通过优选(打分)的过程来确定最终运行 Pod 的Viable(可行)的Node 的过程。


Possible(可能), Feasible(可用)和Viable(可行)的调度

Scheduler是一个保证局部最优解的多步调度器,而不是一个保证全局最优解的单步调度器。

多步 vs. 单步

不过看到这里虽然说的很简单,但是我带过了一个非常重要的知识点,就是 Kubernetes Scheduler 在多任务情况下,他是如何工作的? Queue,队列方式工作的,也就是说,即便有多个调度任务同时在 etcd 中等待调度, Scheduler 每次只会调度一个任务(和 Master 的数量无关)。那我稍微多往下说点内部逻辑:

1. Scheduler 内部维护一个调度的pods队列podQueue, 并监听APIServer。

2. 当我们创建Pod时,首先通过 API Server 往 etcd 写入 pod 元数据。

3. 调度器通过 Informer 监听 pods 状态,当有新增 pod 时,将 pod 加入到 PodQueue中。

4. 调度器中的主进程,会不断的从podQueue取出的pod,并将pod进入调度分配节点环节

5. 调度环节分为两个步奏, Filter过滤满足条件的节点 、 Prioritize根据pod配置,例如资源使用率,亲和性等指标,给这些节点打分,最终选出分数最高的节点。

6. 分配节点成功, 调用apiServer的binding pod 接口, 将pod.Spec.NodeName设置为所分配的那个节点。

7. 节点上的kubelet同样监听ApiServer,如果发现有新的pod被调度到所在节点,调用本地的dockerDaemon 运行容器。

假如调度器尝试调度 Pod 不成功,如果开启了优先级和抢占功能,会尝试做一次抢占,将节点中优先级较低的pod删掉,并将待调度的pod调度到节点上。 如果未开启,或者抢占失败,会记录日志,并将pod加入 PodQueue 队尾(这意味着,如果调度队列很长,你只有多等待了)。

经过预选筛选和优选打分之后,K8S选择分数最高的 Node 来运行 Pod,如果最终有多个 Node 的分数最高,那么 Scheduler 将从当中随机选择一个 Node 来运行 Pod。


在 Scheduler 中,可选的预选策略包括:

预选策略

如果开启了 TaintNodesByCondition(从 1.12 开始为 beta级别,默认开启) 特性,则 CheckNodeCondition、CheckNodeMemoryPressure、CheckNodeDiskPressure、CheckNodePIDPressure 预选策略则会被禁用,PodToleratesNodeNoExecuteTaints、CheckNodeUnschedulable 则会启用。

在 Scheduler 中,可选的优选策略包括:

优选策略

如果开启了 ResourceLimitsPriorityFunction(默认不开启) 特性,则 ResourceLimitsPriority 会被启用。


如何扩展 Kubernetes Scheduler

Scheduler 内置的策略在大多数场景下可以满足要求,但是在一些特殊场景下,不能满足复杂的调度需求,我们可以通过扩展程序对 Scheduler 进行扩展。扩展后的 Scheduler 会在调用内置预选策略和优选策略之后通过 HTTP 协议调用扩展程序再次进行预选和优选,最后选择一个合适的 Node 进行 Pod 的调度。调度流程如下:

扩展 Kubernetes Scheduler

写在最后,就不去贴如何开发一个自定义的 Scheduler 了,代码长度不小。。。 不过说实在,学会了原理,在看看文档,百度百度。。。 一个简单的 Scheduler 不难写。。 

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,723评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,080评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,604评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,440评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,431评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,499评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,893评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,541评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,751评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,547评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,619评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,320评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,890评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,896评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,137评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,796评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,335评论 2 342