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K8S Pod调度策略

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用户2020431
发布2019-08-27 16:26:59
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发布2019-08-27 16:26:59
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Kubernetes Scheduler

K8S调度器,负责监听新创建、尚未分配到计算节点的Pod;K8S调度器最重要的职责就是为每一个Pod找到最适合其运行的计算节点。

kube-scheduler

kube-scheduler是K8S集群默认的调度器,如果你愿意,也可以自己写一个调度组件来替代kube-scheduler,在实际应用中,kube-scheduler也有许多不尽如人意的地方,很多大厂也或多或少的修改或开发自己的调度器。参见《美团点评Kubernetes集群管理实践

对于新建的或是未被调度的Pod,kube-scheduler会选择最优节点运行Pod。除此之外,每个Pod中的容器也会有其特定需求,如资源限制等;因此调度器会根据这些限制条件过滤掉不符合条件的节点。

在集群中,符合Pod调度条件的节点被称为Feasible Node,如果没有节点符合条件,那么pod会一直停留在unscheduled状态,直到有节点符合条件。

调度器寻找到Feasible Node后,还要通过一组函数对这些节点进行打分,从这些节点中找出分数最高的节点作为“最适合节点”,如果最适合节点有多个的话,就需要随机选择啦。最后,调度器要将“调度结果”上报给API Server(这个过程叫做“绑定”)。

调度算法要考虑的因素有很多,包括单独的、整体的资源请求、软硬件条件、策略条件、亲和性与反亲和性、数据本地化、负载间通信等。

kube-scheduler的调度过程

代码语言:txt
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Step1: 筛选
Step2: 打分
Step3: 调度

kube-scheduler的默认策略

Pod调度策略之一二

前面简单的介绍了kube-scheduler及其调度策略,下面重点介绍两个在实践中经常用掉的调度策略:我想去哪里我能去哪里

  • 我想去哪里:就是在定义Pod时,指明自己的期望,希望去哪些节点,最直白的方式就是NodeSelector,点名道姓的说我要去哪个节点;含蓄一点的方式就是亲和性(Affinity),谁能满足我的条件,我就跟谁走;所谓的反亲和性就是谁要是干了我不乐意的事,我就坚决不和他在一起。
  • 我能去哪里:这就好像是签证,你想来,我可不一定要你,节点can say NO.

我想去哪里

NodeSelector

nodeSelector就是PodSpec的一个字段,它指定一组KV键值对,Pod要去的节点必须要有这些KV键值对。不过,在实践中,一般至指定一个键值对。

代码语言:txt
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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    env: test
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:
    disktype: ssd    // The Pod will get scheduled on the node that you attached the label to.

NodeSelector vs Affinity

有了nodeSelector, 为什么还要有Affinit呢?主要原因是nodeSelector表达方式过于简单,无法清晰表述一些复杂的条件

Affinity的主要优势有三点:

  • 表达形式更丰富,不仅限于“And精确匹配”
  • 软硬规则限制,一些软规则,并不将条件限定死,不会导致Pod无家可归。但是,说句实话,我觉得软规则有些鸡肋,因为,如果规则可以破坏的话,很多好的实践就不能很好的贯彻。
  • Pod间的亲和性反亲和性规则,将调度规则细化到Pod层,从而实现了关联Pod的管理。

Node Affinity

Node Affinity是基于Node Label设定调度条件。如下是NodeAffinity的例子,可以看到,调度规则采用的是In这样范围条件,表达形式更丰富,除此之外,还有NotInExistsDoesNotExistGTLT

Pod Affinity and Anti-Affinity

Pod间的亲和性策略,是基于Pod Label设定的。Pod间亲和性策略,是为了让Pod之间更好系统,哪些Pod运行在同一节点会更好,哪些Pod一定要分开,避免享互影响。

代码语言:txt
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    podAntiAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: app
            operator: In
            values:
            - xx, yy
        topologyKey: kubernetes.io/hostname

Pod亲和性规则:Pod应当(或不应当)运行在X上,如果X上运行的Pod满足了条件Y

  • X: 是个拓扑概念,如节点、机柜、可用区、地域等。X通过topologyKey表示,它是节点label的某个Key,这个key应当是每个节点都具有的。
  • Y:就是个Label Selector,定义Pod的标签条件。

Affinty总结

AffinityType
AffinityObj

你能去哪里?

污点和容忍性,是实现“你能去哪里”策略的重要概念:

  • 污点:被打上“污点”的标识的节点,默认是不接受调度的,除非Pod满足容忍条件。
  • 容忍性:在Pod定义中指明接受“哪一类污点”

污点和容忍性,就好比签证,污点节点是国家,容忍性就是有了该国的签证,没有污点的节点就是免签国家,任由你来去。

Taint

Taint Obj
Taint 命令
  • Add a taint to a nodekubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedulekubectl taint nodes node1 key:NoSchedule-Tolerance
  • Remove the taint

K8S集群内的资源隔离

默认情况下,集群内节点是共享的,但是由于应用等级、产线事业部的重要程度不同,有些应用需要被放置在孤立的资源中,并保证这些资源不被其他应用占用,就需要实现集群内的资源隔离。污点和容忍性恰是解决资源隔离的重要手段

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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  • Kubernetes Scheduler
    • kube-scheduler
      • kube-scheduler的调度过程
        • kube-scheduler的默认策略
        • Pod调度策略之一二
          • 我想去哪里
            • NodeSelector
            • NodeSelector vs Affinity
            • Node Affinity
            • Pod Affinity and Anti-Affinity
            • Affinty总结
          • 你能去哪里?
            • Taint
          • K8S集群内的资源隔离
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