kubernetes&&基礎學習5

調度器與調度算法

調度說明

簡介

Scheduler是kubernetes的調度器，主要的任務是把定義的pod分配到集羣的節點上，需要注意以下幾點：

• 公平性：如何保證每個節點都能被分配資源
• 資源高效利用：集羣所有資源最大化被使用
• 效率：調度的性能更好，能夠儘快的對大批量的Pod完成調度工作
• 靈活：允許用戶根據自己的需求控制調度的邏輯

Scheduler是作爲單獨的程序運行的，啓動之後會一直堅挺API Server,獲取pod.spec.NodeName 爲空的pod,對每個Pod都會創建一個binding，表明該pod應該放到哪個節點上

調度過程

調度分爲幾個部分：首先是過濾掉不滿足條件的節點，這個過程稱爲predicate；然後對通過的節點按照優先級排序，這個是priority；最後從中選擇優先級最高的節點。如果中間任何一步驟有錯誤，就直接返回錯誤。

predicate

predicate的算法有哪些：

• PodFitsResources : 節點上剩餘的資源是否大於pod請求的資源
• PodFitsHost : 如果Pod指定了NodeName，檢查節點名稱是否和NodeName匹配
• PodFitsHostPorts : 節點上已經使用的port是否和pod申請的port衝突
• PodSelectorMatches : 過濾掉和Pod指定的label不匹配的節點
• NoDiskConflict : 已經mount的volume和Pod指定的volume不衝突，除非他們都是隻讀

如果在predicate過程中沒有合適的節點，Pod就會一直在 pending 狀態，不斷重試調度，直到有節點滿足條件。經過這個步驟，如果有多個節點滿足條件，就繼續priorities過程，即按照優先級大小對節點排序
優先級由一系列鍵值對組成，鍵是該優先級的名稱，值爲他的權重，優先級的選項有如下幾種：

• LeastRequestedPriority : 通過計算CPU和Memory的使用率來決定權重，使用率越低權重越高，即該優先級指標傾向於資源使用比例更低的節點。
• BalancedResourceAllocation : 節點上CPU和Memory使用率越接近，權重越高。這個應該和上面的一起使用，不應該單獨使用。
• ImageLocalityPriority : 傾向於已經有要使用鏡像的節點，鏡像總大小值越大，權重越高

通過算法對所有的優先級項目和權重進行計算，得出最終的結果

自定義調度器

除了kubernetes自帶的調度器，你可以通過 spec:schedulername 的方式指定調度器名稱

調度親和性

節點親和性

pod.spec.nodeAffinity

• preferredDuringSchedulingIgnoredDuingExecution : 軟策略
• requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution : 硬策略

親和性指的是pod資源的分配更傾向於哪個Node節點

Pod親和性

pod.spec.affinity.podAffinity/podAntiAffinity

• preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution ： 軟策略
• requiredDuringSchedulingIIgnoredDuringExecution : 硬策略

污點

Taint 和 Toleration

節點親和性，是Pod的一種屬性（偏好或硬性要求），它使pod被吸引到一類特定的節點。
Taint則相反，它使節點能後排斥一類特定的pod。
Taint和Toleration相互配合，可以用來避免pod被分配到不適合的節點上。
每個節點上都可以應用一個或多個Taint,這表示對於那些不能容忍這些Taint的pod，是不會被該節點接受的。
如果將Toleration應用於Pod上，則表示這些pod可以（但不要求）被調度到具有匹配Taint的節點上

污點

污點（Taint）的組成

使用kubectl taint 命令可以給某個Node節點設置污點，Node被設置上污點之後就和Pod之間存在了一種相斥的關係，可以讓Node拒絕Pod的調度執行，甚至將Node已經存在的Pod驅逐出去

key=value:effect

每個污點有一個key和value作爲污點的標籤，其中value可以爲空，effect描述污點的作用。當前taint effect可以支持如下三個選項：

• NoSchedule ： 表示k8s將不會把Pod調度到具備該污點的Node上
• PreferNoSchedule : 表示k8s將盡量避免將Pod調度到具備該污點的Node上
• NoExecute ： 表示k8s將不會將Pod調度到具有該污點的Node上，同時會將Node上已經存在的Pod驅逐出去

容忍（Tolerations）

設置了污點的Node將根據Taint的effect:NoSchedule、PreferSchedule、NoExecute和Pod之間產生互斥的關係，Pod將在一定程度上不會被調度到Node上。但我們可以在Pod上設置容忍（Toleration），意思是設置了容忍的Pod將可以容忍污點的存在，可以被調度到存在污點的Node上

固定節點

指定調度節點

Pod.spec.nodeName 將Pod直接調度到指定的Node節點上，會跳過Scheduler的調度策略。該匹配規則是強制匹配。

Pod.spec.nodeSelector:通過kubernetes的label-selector機制選擇節點，由調度器調度策略匹配label，而後調度Pod到目標節點，該匹配規則屬於強制約束

# 指定Node節點(k8s-node1)併爲其設置標籤(鍵值對爲:鍵disk對應值ssd)
kubectl  label  node  k8s-node1  disk=ssd