kubernete集群中pod的調度機制
今天小編給大家分享的是kubernete集群中pod的調度機制，相信大部分人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結了以下內容，話不多說，一起往下看吧。
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1. Pod調度
1.1 pod調度概述
kubernets是容器編排引擎，其中最主要的一個功能是容器的調度，通過kube-scheduler實現容器的完全自動化調度，調度周期分為：調度周期Scheduling Cycle和綁定周期Binding Cycle，其中調度周期細分為過濾filter和weight稱重，按照指定的調度策略將滿足運行pod節(jié)點的node賽選出來，然后進行排序；綁定周期是經過kube-scheduler調度優(yōu)選的pod后，由特定的node節(jié)點watch然后通過kubelet運行。
過濾階段包含預選Predicate和scoring排序，預選是篩選滿足條件的node，排序是最滿足條件的node打分并排序，預選的算法包含有：
- CheckNodeConditionPred 節(jié)點是否ready
- MemoryPressure 節(jié)點內存是否壓力大（內存是否足夠）
- DiskPressure 節(jié)點磁盤壓力是否大（空間是否足夠）
- PIDPressure 節(jié)點Pid是否有壓力（Pid進程是否足夠）
- GeneralPred 匹配pod.spec.hostname字段
- MatchNodeSelector 匹配pod.spec.nodeSelector標簽
- PodFitsResources 判斷resource定義的資源是否滿足
- PodToleratesNodeTaints 能容忍的污點pod.spec.tolerations
- CheckNodeLabelPresence
- CheckServiceAffinity
- CheckVolumeBinding
- NoVolumeZoneConflict
過濾條件需要檢查node上滿足的條件，可以通過kubectl describe node node-id方式查看，如下圖：
優(yōu)選調度算法有：
- least_requested 資源消耗最小的節(jié)點
- balanced_resource_allocation 各項資源消耗最均勻的節(jié)點
- node_prefer_avoid_pods 節(jié)點傾向
- taint_toleration 污點檢測，檢測有污點條件的node，得分越低
- selector_spreading 節(jié)點selector
- interpod_affinity pod親和力遍歷
- most_requested 資源消耗最大的節(jié)點
- node_label node標簽
1. 2 指定nodeName調度
nodeName是PodSpec中的一個字段，可以通過pod.spec.nodeName指定將pod調度到某個具體的node節(jié)點上，該字段比較特殊一般都為空，如果有設置nodeName字段，kube-scheduler會直接跳過調度，在特定節(jié)點上通過kubelet啟動pod。通過nodeName調度并非是集群的智能調度，通過指定調度的方式可能會存在資源不均勻的情況，建議設置Guaranteed的Qos，防止資源不均時候Pod被驅逐evince。如下以創(chuàng)建一個pod運行在node-3上為例：
- 編寫yaml將pod指定在node-3節(jié)點上運行
[root@node-1 demo]# cat nginx-nodeName.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-run-on-nodename
annotations:
kubernetes.io/description: "Running the Pod on specific nodeName"
spec:
containers:
- name: nginx-run-on-nodename
image: nginx:latest
ports:
- name: http-80-port
protocol: TCP
containerPort: 80
nodeName: node-3 #通過nodeName指定將nginx-run-on-nodename運行在特定節(jié)點node-3上- 運行yaml配置使之生效
[root@node-1 demo]# kubectl apply -f nginx-nodeName.yaml
pod/nginx-run-on-nodename created- 查看確認pod的運行情況，已運行在node-3節(jié)點
[root@node-1 demo]# kubectl get pods nginx-run-on-nodename -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-run-on-nodename 1/1 Running 0 6m52s 10.244.2.15 node-3 <none> <none>1.2. 通過nodeSelector調度
nodeSelector是PodSpec中的一個字段，nodeSelector是最簡單實現將pod運行在特定node節(jié)點的實現方式，其通過指定key和value鍵值對的方式實現，需要node設置上匹配的Labels，節(jié)點調度的時候指定上特定的labels即可。如下以node-2添加一個app:web的labels，調度pod的時候通過nodeSelector選擇該labels：- 給node-2添加labels
[root@node-1 demo]# kubectl label node node-2 app=web
node/node-2 labeled- 查看校驗labels設置情況，node-2增加多了一個app=web的labels
[root@node-1 demo]# kubectl get nodes --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
node-1 Ready master 15d v1.15.3 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-1,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/master=
node-2 Ready <none> 15d v1.15.3 app=web,beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-2,kubernetes.io/os=linux
node-3 Ready <none> 15d v1.15.3 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-3,kubernetes.io/os=linux- 通過nodeSelector將pod調度到app=web所屬的labels
[root@node-1 demo]# cat nginx-nodeselector.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-run-on-nodeselector
annotations:
kubernetes.io/description: "Running the Pod on specific node by nodeSelector"
spec:
containers:
- name: nginx-run-on-nodeselector
image: nginx:latest
ports:
- name: http-80-port
protocol: TCP
containerPort: 80
nodeSelector: #通過nodeSelector將pod調度到特定的labels
app: web- 應用yaml文件生成pod
[root@node-1 demo]# kubectl apply -f nginx-nodeselector.yaml
pod/nginx-run-on-nodeselector created- 檢查驗證pod的運行情況，已經運行在node-2節(jié)點
[root@node-1 demo]# kubectl get pods nginx-run-on-nodeselector -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-run-on-nodeselector 1/1 Running 0 51s 10.244.1.24 node-2 <none> <none>系統(tǒng)默認預先定義有多種內置的labels，這些labels可以標識node的屬性，如arch架構，操作系統(tǒng)類型，主機名等
- beta.kubernetes.io/arch=amd64
- beta.kubernetes.io/os=linux
- kubernetes.io/arch=amd64
- kubernetes.io/hostname=node-3
- kubernetes.io/os=linux
1.3 node Affinity and anti-affinity
affinity/anti-affinity和nodeSelector功能相類似，相比于nodeSelector，affinity的功能更加豐富，未來會取代nodeSelector，affinity增加了如下的一些功能增強：
- 表達式更加豐富，匹配方式支持多樣，如In,NotIn, Exists, DoesNotExist. Gt, and Lt；
- 可指定soft和preference規(guī)則，soft表示需要滿足的條件，通過requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution來設置，preference則是優(yōu)選選擇條件，通過preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution指定
- affinity提供兩種級別的親和和反親和：基于node的node affinity和基于pod的inter-pod affinity/anti-affinity，node affinity是通過node上的labels來實現親和力的調度，而pod affinity則是通過pod上的labels實現親和力的調度，兩者作用的范圍有所不同。
下面通過一個例子來演示node affinity的使用，requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution指定需要滿足的條件，preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution指定優(yōu)選的條件，兩者之間取與關系。
- 查詢node節(jié)點的labels，默認包含有多個labels，如kubernetes.io/hostname
[root@node-1 ~]# kubectl get nodes --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
node-1 Ready master 15d v1.15.3 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-1,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/master=
node-2 Ready <none> 15d v1.15.3 app=web,beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-2,kubernetes.io/os=linux
node-3 Ready <none> 15d v1.15.3 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-3,kubernetes.io/os=linux- 通過node affiinity實現調度，通過requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution指定滿足條件kubernetes.io/hostname為node-2和node-3，通過preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution優(yōu)選條件需滿足app=web的labels
[root@node-1 demo]# cat nginx-node-affinity.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-run-node-affinity
annotations:
kubernetes.io/description: "Running the Pod on specific node by node affinity"
spec:
containers:
- name: nginx-run-node-affinity
image: nginx:latest
ports:
- name: http-80-port
protocol: TCP
containerPort: 80
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
operator: In
values:
- node-1
- node-2
- node-3
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values: ["web"] - 應用yaml文件生成pod
[root@node-1 demo]# kubectl apply -f nginx-node-affinity.yaml
pod/nginx-run-node-affinity created- 確認pod所屬的node節(jié)點，滿足require和 preferre條件的節(jié)點是node-2
[root@node-1 demo]# kubectl get pods --show-labels nginx-run-node-affinity -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES LABELS
nginx-run-node-affinity 1/1 Running 0 106s 10.244.1.25 node-2 <none> <none> <none>看完上述內容，你們對kubernete集群中pod的調度機制有進一步的了解嗎？如果還想學到更多技能或想了解更多相關內容，歡迎關注創(chuàng)新互聯行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀。
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