master是工作平面,上面运行着三个最核心的组件,apiserver、scheduler、controller manager。除此之外,master还依赖于ectd存储节点,最好ectd是有冗余能
master是工作平面,上面运行着三个最核心的组件,apiserver、scheduler、controller manager。除此之外,master还依赖于ectd存储节点,最好ectd是有冗余能力的集群,
master上的 scheduler控制着pod运行在哪个node上的。不指定就用default scheduler。
调度器的功能就是调度Pod在哪个Node上运行,这些调度信息存储在master上的etcd里面。能够和etcd打交道的只有apiserver。
kubelete运行在node节点上,监控着Node节点上的pod状态,并参与pod的创建等工作。
kube-proxy也运行在node节点上,它监控着service资源的变动。
kubelete和kube-proxy都要连接master上的apiserver去获取定义信息。
default scheduler是通过三个步骤来实现调度的:
a)、预选策略(predicate):先排除那些完全不符合此pod运行法则的节点,有两个维度来排除,一个是最低资源需求,即节点必须满足此Pod的最低资源;第二个是资源限额,即当前节点最多能给pod提供的资源。
b)、优选(priority):在符合节点找到最佳匹配的节点。
c)、绑定(select):把pod绑定到优选的节点上。
[root@master ~]# kubectl explain pod.specnodeName:指定pod运行在指定节点上nodeSelector:用nodeSelector指定Pod运行在拥有某种selector 标签的节点上。
在k8s上,调度方式有这么几类:
1、nodeaffinity,表示node亲和性调度,表示这个pod对这个节点有一定的倾向性。我们通过上面的nodeselector来完成这类调度
2、podaffinity或podunaffinity:pod亲和性或者pod反亲和性调度,有时我们期望某些Pod运行在同一个节点上或者是相邻的节点上,或者我们期望某些Pod不要运行在某些节点上。
3、taints和tolerations:污点和污点容忍调度:可以在某些节点上打上污点,表示这些节点不让pod在其上面运行。taints是定义在节点之上的,tolerations是定义在pod之上的。
访问https://GitHub.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/pkg/scheduler/alGorithm/predicates/predicates.go ,查看k8s源代码,可以看到这些策略。
1、ChekNodeCondition
表示检查是否可以在节点磁盘、网络不可用,或未准备好的前提下,能够把pod调度到上去。
2、GeneralPredicate
a) hostname预选策略,表示如果pod定义了hostname属性(pod.spec.hostname),则检查节点的名字跟pod的hostname是否想匹配,但这里并不是定义这个pod必须运行在这些节点上。
b)PodFitsHostPorts:如果节点定义了hostport属性(pod.spec.containers.ports.hostPort),表示指定在节点的哪个端口上。如果这个节点的端口被占用了,那么这个节点就不适合运行这个pod。
c)MatchNodeSelector:检查pods.spec.nodeSelector这个字段你是否定义了,运行在携有这有这些标签选择器的节点上。
d) PodFitsResources:检查节点是否有足够的资源来支持这个pod运行。
[root@master ~]# kubectl describe nodes node1Allocated resources: (Total limits may be over 100 percent, i.e., overcommitted.) Resource Requests(需求量) Limits(限额) -------- -------- ------ cpu 360m (9%) 110m (2%) memory 70Mi (1%) 70Mi (1%)Events: <none>
e)NoDiskConfict:检查Pod所请求存储卷在此节点上是否不可用。注意NoDiskConfict调度策略默认没有启用。
f) PodToleratesNodeTaints:如果Pod定义了Tolerates(容忍度),即 pods.spec.tolerations,那么就看pod能不能容忍节点上的污点,如果是,表示这个节点可以被选定;
g) PodToleratesNodeNoExecuteTaints:检查pod是否容忍节点上有NoExecute污点。NoExecute这个污点是啥意思呢。如果一个pod上运行在一个没有污点的节点上后,这个节点又给加上污点了,那么NoExecute表示这个新加污点的节点会祛除其上正在运行的pod;不加NoExecute不会祛除节点上运行的pod,表示接受既成事实,这是默认策略。
h) CheckNodeLabelPresence:检查节点上指定标签的存在性,如果节点有pod指定的标签,那么这个节点就被选中。这个调度策略默认没有启用。
i) CheckServceAffinity:一个service下可以有多个pod,比如这些pod都运行在1、2、3机器上,而没有运行在4、5、6机器上,那么CheckServceAffinity就表示新加入的pod都集中运行在1、2、3机器上,这样集中好处是一个service下pod之间内部通信的效率变高了。这个策略默认也是没有启用的。
j)MaxEBSVolumeCountPred:检查节点上挂载的EBS存储器(亚马逊的弹性块存储)的数量是否超出了最大的设定值。一般来说,一个节点上最多可以挂载39个存储卷。可以编译安装k8s指定该值。
k) MaxGCEPDVolumeCountPred:GCE是谷歌的云存储引擎。可以编译安装k8s指定该值。
l) MaxAzureDiskVolumeCountPred:pod会选择挂载足量Azure存储卷的节点。
m) CheckVolumeBinding:检查节点上的pvc是否被别的pod绑定了
n) NoVolumeZoneConfict: 检查节点上的pod是否与pod的需求冲突。
o) CheckNodeMemoryPressure:检查节点内存是否存在压力
p) CheckNodePIDpressure:检查节点pid数量是否压力过大,但一般pid是可以重复使用的。
q)CheckNodeDiskPressure:
r) MatchInterPodAffinity:检查Pod是否满足亲和性或者反亲和性。
如果一个节点的第一个策略符合了,k8s
访问Https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/pkg/scheduler/algorithm/priorities 可以看到k8s源码里面的优选函数。
balanced_resource_allocation.go:均衡资源的使用方式,表示以cpu和内存占用率的相近程度作为评估标准,二者占用越接近,得分就越高,得分高的胜出。
image_locality.go:表示根据满足当前pod对象需求的已有镜的体积大小之和来选择节点的。
least_requested.go:最少请求,空闲比例。对cpu来说,用cpu((capacity-sum(requested))*10/capacity)方式进行评估,得分最高的胜出。
most_requested.go:表示尽可能的把一个节点的资源先用完,这个和least_requested相反,二者不能同时使用。
node_prefer_avoid_pods.go:看节点是否有注解信息"scheduler.alpha.kubernetes.io/preferAvoidPods"。没有这个注解信息,说明这个节点是适合运行这个pod的。
node_affinity.go:根据pod对象中的nodeselector,对节点进行匹配度检查,能够成功匹配的数量越多,得分就越高。
taint_toleration.go:将pod对象的spec.toleration与节点的taint列表项进行匹配度检查,匹配的条目越多,得分越低。
selector_spreading.go:spreading是散开的意思,查找当前pod对象对应的service,statefulset,replicatset等所匹配的标签选择器,在节点上运行的带有这样标签的pod越少得分越高,这样的pod优选被选出。 这就是说我们要把同一个标签选择器下运行的pod散开(spreading)到多个节点上。
interpod_affinity.go:遍历Pod对象亲和性的条目,并将那些能够匹配到节点权重相加,值越大的得分越高,得分高的胜出。
node_label.go:根据节点是否拥有标签,来评估分数。
包括两类:
节点选择器:nodeSelector(给node打上标签,pod通过标签预选节点),nodeName
节点亲和调度:nodeAffinity
[root@master ~]# kubectl explain pods.spec.nodeSelector
[root@master scheduler]# cat pod-demo.yaml apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-demo namespace: default labels: app: myapp #kv格式的,也可以用花括号表示 tier: frontend #定义所属的层次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #这是注解的键值对spec: containers: - name: myapp #前面的-号表示这是一个列表格式的,也可以用中括号表示 image: ikubernetes/myapp:v1 nodeSelector: #指定该pod运行在有disktype=ssd标签的node节点上 disktype: harddisk #自己随便写
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-demo.yaml pod/pod-demo created
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide |grep demo
pod-demo 0/1 Pending 0 14s <none> <none>
可见,我们的pod-demo没有运行起来,这是因为没有任何节点打了disktype=harddisk标签。
那我们就给node2节点打disktype=harddisk标签试试:
[root@master scheduler]# kubectl label nodes node2 disktype=harddisknode/node2 labeled
[root@master scheduler]# kubectl get nodes --show-labels NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELSmaster Ready master 34d v1.11.2 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=master,node-role.kubernetes.io/master=node1 Ready <none> 34d v1.11.2 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=ssd,kubernetes.io/hostname=node1node2 Ready <none> 34d v1.11.2 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=harddisk,kubernetes.io/hostname=node2
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide |grep demopod-demo 1/1 Running 0 5m 10.244.2.29 node2 0 3m 10.244.1.51 node1
可以看到,我们新建立的pod-demo运行在node2节点上,因为只有node2才有disktype=harddisk标签。
[root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.affinity[root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinitypreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:软亲和,可以满足,也可以不满足requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:硬亲和,表示必须满足[root@master ~]# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.nodeSelectorTerms.matchExpressions
[root@master scheduler]# cat pod-nodeaffinity-demo.yaml apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-node-affinity-demo namespace: default labels: app: myapp #kv格式的,也可以用花括号表示 tier: frontend #定义所属的层次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #这是注解的键值对spec: containers: - name: myapp #前面的-号表示这是一个列表格式的,也可以用中括号表示 image: ikubernetes/myapp:v1 affinity: nodeAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬亲和性 nodeSelectorTerms: - matchExpressions: - key: zone operator: In values: - foo - bar
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-nodeaffinity-demo.yaml pod/pod-node-affinity-demo created
[root@master ~]# kubectl get pods -o wide |grep affinitypod-node-affinity-demo 0/1 Pending 0 15s <none> <none>
因为我们没有任何一个节点拥有zone这个标签,所以pod-node-affinity-demo运行不起来。
下面我们再创建一个软亲和性的pod。
[root@master scheduler]# cat pod-nodeaffinity-demo2.yaml apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-node-affinity-demo-2 namespace: default labels: app: myapp #kv格式的,也可以用花括号表示 tier: frontend #定义所属的层次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #这是注解的键值对spec: containers: - name: myapp #前面的-号表示这是一个列表格式的,也可以用中括号表示 image: ikubernetes/myapp:v1 affinity: nodeAffinity: preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #软亲和性 - preference: matchExpressions: - key: zone operator: In values: - foo - bar weight: 60
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-nodeaffinity-demo2.yaml pod/pod-node-affinity-demo-2 created
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide |grep affinity-demo-2pod-node-affinity-demo-2 1/1 Running 0 1m 10.244.2.30 node2
看到pod-node-affinity-demo-2 运行起来了,因为这个pod我们是定义的软亲和性,表示即使任何节点都没有zone标签,也会找个节点让Pod运行起来。
rack是机柜的意思,如果是用rack1、rack2、rack3、rack4这样表示节点,那么每个节点都是不同的位置;可是我们给每个节点都打一个row=row1,即表示这些机器都在第一排机柜上,那么这四个机器又在同一位置,即第一排。所以我们可以用row这样的方式来做亲和性。
[root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.affinity.podAffinity preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:软亲和,尽量满足标签 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:硬亲和,必须满足标签
[root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.affinity.podAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecutiontopologyKey:定义上图row那样的键labelSelector:表示选定一组资源,跟哪些pod进行亲和;namespaces:指定Pod属于哪个名称空间中,一般我们不跨名称空间去引用。
[root@master scheduler]# cat pod-required-affnity-demo.yaml apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-first namespace: default labels: app: myapp #kv格式的,也可以用花括号表示 tier: frontend #定义所属的层次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #这是注解的键值对spec: containers: - name: myapp #前面的-号表示这是一个列表格式的,也可以用中括号表示 image: ikubernetes/myapp:v1---apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-second namespace: default labels: app: db #kv格式的,也可以用花括号表示 tier: backend #定义所属的层次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #这是注解的键值对spec: containers: - name: busybox #前面的-号表示这是一个列表格式的,也可以用中括号表示 image: busybox:latest imagePullPolicy: IfNotPresent command: ["sh","-c","sleep 3600"] affinity: podAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬亲和性 - labelSelector: matchExpressions: #匹配pod的,而不是匹配节点 - {key: app, operator: In, values: ["myapp"]} #意思是当前这个pod要跟一个有着标签app=myapp(要和上面pod-first的metadata里面的标签一致)的pod在一起 topologyKey: kubernetes.io/hostname
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-required-affnity-demo.yaml pod/pod-first unchangedpod/pod-second created
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODEpod-first 1/1 Running 0 2m 10.244.2.33 node2pod-second 1/1 Running 0 1m 10.244.2.34 node2
上面看到我们的两个pod都运行在同一个节点了,这是因为pod-second会和pod-first运行在同一个节点上。
[root@master ~]# kubectl explain pods.spec.affinity.podAntiAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
[root@master scheduler]# cat pod-required-anti-affnity-demo.yamlapiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-first namespace: default labels: app: myapp #kv格式的,也可以用花括号表示 tier: frontend #定义所属的层次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #这是注解的键值对spec: containers: - name: myapp #前面的-号表示这是一个列表格式的,也可以用中括号表示 image: ikubernetes/myapp:v1---apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-second namespace: default labels: app: db #kv格式的,也可以用花括号表示 tier: backend #定义所属的层次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #这是注解的键值对spec: containers: - name: busybox #前面的-号表示这是一个列表格式的,也可以用中括号表示 image: busybox:latest imagePullPolicy: IfNotPresent command: ["sh","-c","sleep 3600"] affinity: podAntiAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬亲和性 - labelSelector: matchExpressions: #匹配pod的,而不是匹配节点 - {key: app, operator: In, values: ["myapp"]} #意思是当前这个pod要跟一个有着标签app=myapp(要和上面pod-first的metadata里面的标签一致)的pod在一起 topologyKey: kubernetes.io/hostname
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-required-anti-affnity-demo.yaml pod/pod-first createdpod/pod-second created
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODEpod-first 1/1 Running 0 1m 10.244.2.35 node2pod-second 0/1 Running 0 1m 10.244.2.36 node1
上面可以看到pod-first和pod-second就不会被调度到同一个节点上。
下面给两个节点打标签,给两个节点打一样的标签
[root@master scheduler]# kubectl label nodes node2 zone=foonode/node2 labeled[root@master scheduler]# kubectl label nodes node1 zone=foonode/node1 labeled
[root@master scheduler]# cat pod-required-anti-affnity-demo.yamlapiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-first namespace: default labels: app: myapp #kv格式的,也可以用花括号表示 tier: frontend #定义所属的层次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #这是注解的键值对spec: containers: - name: myapp #前面的-号表示这是一个列表格式的,也可以用中括号表示 image: ikubernetes/myapp:v1---apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: pod-second namespace: default labels: app: db #kv格式的,也可以用花括号表示 tier: backend #定义所属的层次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #这是注解的键值对spec: containers: - name: busybox #前面的-号表示这是一个列表格式的,也可以用中括号表示 image: busybox:latest imagePullPolicy: IfNotPresent command: ["sh","-c","sleep 3600"] affinity: podAntiAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬亲和性 - labelSelector: matchExpressions: #匹配pod的,而不是匹配节点 - {key: app, operator: In, values: ["myapp"]} #意思是当前这个pod要跟一个有着标签app=myapp(要和上面pod-first的metadata里面的标签一致)的pod在一起 topologyKey: zone
上面把topologyKey(标签选择器的值)的值改成zone,而pod调度策略是podAntiAffinity反亲和性,所以pod-first和pod-second不能同时运行在标有zone标签的节点上。所以最终出现的现场就是有一个pod-first能成功运行,而另外一个pod-second因为是反亲和的,没有节点可以运行而处于pending状态。
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODEpod-first 1/1 Running 0 10m 10.244.2.37 node2pod-second 0/1 Pending 0 10m <none> <none>
前面几种调度方式都是让pod来选择节点。污点是让节点来选择哪些pod能运行在其上面。
污点也是键值对。
[root@master scheduler]# kubectl explain nodes.spec.taintseffect:表示当pod不能容忍节点上污点时的行为是什么,主要有三种行为:NoSchedule:仅影响调度过程,不影响现存pod。没调度过来的就调度不过来了。如果对节点新加了污点,那么对节点上现存的Pod没有影响。NoExecute:既影响调度过程,也影响现存Pod,没调度过来的就调度不过来了,如果对节点新加了污点,那么对现存的pod对象将会被驱逐PreferNoSchedule:不能容忍就不能调度过来,但是实在没办法也是能调度过来的。对节点新加了污点,那么对节点上现存的pod没有影响。
查看节点的污点:
[root@master scheduler]# kubectl describe node node1Taints: <none>
查看pod的容忍度:
[root@master scheduler]# kubectl describe pods myapp-0Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
每次都要检查pod的容忍度是否和节点的污点匹配。
下面我们给node1打上污点node-type=production:NoSchedule,注意污点和容忍度都是自定义的键值对。
[root@master scheduler]# kubectl taint node node1 node-type=production:NoSchedulenode/node1 tainted
[root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.tolerationstolerationSeconds:表示宽限多长时间pod被驱逐operator:操作符,其值有Exists表示只要节点有这个污点的key,pod都能容忍;Equal表示只要节点必须精确匹配污点的key和value才能容忍,
[root@master scheduler]# cat pod-demo.yaml apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata: name: myapp-deploy namespace: defaultspec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: myapp release: canary template: metadata: labels: app: myapp release: canary spec: containers: - name: myapp image: ikubernetes/myapp:v1 ports: - name: http containerPort: 80 tolerations: - key: "node-type" operator: "Equal" #表示只要节点必须精确匹配污点的key和value才能容忍 value: "production" effect: "NoSchedule"
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODEmyapp-deploy-98fDDD79f-6dzbg 1/1 Running 0 9s 10.244.1.58 node1myapp-deploy-98fddd79f-8fqn4 1/1 Running 0 12s 10.244.1.57 node1myapp-deploy-98fddd79f-cqnbj 1/1 Running 0 6s 10.244.1.59 node1
看到pod能容忍node1的污点node-type=production:NoSchedule,所以pod可以被调度到node1上运行。
下面我们把operator: "Equal"改成operator: "Exists"
[root@master scheduler]# cat pod-demo.yaml apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata: name: myapp-deploy namespace: defaultspec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: myapp release: canary template: metadata: labels: app: myapp release: canary spec: containers: - name: myapp image: ikubernetes/myapp:v1 ports: - name: http containerPort: 80 tolerations: - key: "node-type" operator: "Exists" #表示只要节点匹配key: node-type,不管其value是什么,pod都能容忍节点上的污点 value: "" effect: "NoSchedule"
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-demo.yaml
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODEmyapp-deploy-7dd988dc9d-747t4 1/1 Running 0 51s 10.244.2.45 node2myapp-deploy-7dd988dc9d-cl4ft 1/1 Running 0 47s 10.244.1.60 node1myapp-deploy-7dd988dc9d-hnrr5 1/1 Running 0 49s 10.244.2.46 node2
最后,我们去掉节点上的污点:
[root@master metrics]# kubectl taint node node1 node-type-node/node1 untainted
--结束END--
本文标题: docker笔记33-调度器、预选策略及优选函数
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