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kubernete集群中pod的調(diào)度機制-創(chuàng)新互聯(lián)

今天小編給大家分享的是kubernete集群中pod的調(diào)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(jié)了以下內(nèi)容，話不多說，一起往下看吧。

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1. Pod調(diào)度

1.1 pod調(diào)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(diào)度，通過kube-scheduler實現(xiàn)容器的完全自動化調(diào)度，調(diào)度周期分為：調(diào)度周期Scheduling Cycle和綁定周期Binding Cycle，其中調(diào)度周期細分為過濾filter和weight稱重，按照指定的調(diào)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(jīng)過kube-scheduler調(diào)度優(yōu)選的pod后，由特定的node節(jié)點watch然后通過kubelet運行。

kubernete集群中pod的調(diào)度機制

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(nèi)存是否壓力大（內(nèi)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：

kubernete集群中pod的調(diào)度機制

優(yōu)選調(diào)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    資源消耗大的節(jié)點
  • node_label       node標簽

1. 2 指定nodeName調(diào)度

nodeName是PodSpec中的一個字段，可以通過pod.spec.nodeName指定將pod調(diào)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(diào)度，在特定節(jié)點上通過kubelet啟動pod。通過nodeName調(diào)度并非是集群的智能調(diào)度，通過指定調(diào)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(qū)逐evince。如下以創(chuàng)建一個pod運行在node-3上為例：

  1. 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
  1. 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
  1. 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(diào)度

nodeSelector是PodSpec中的一個字段，nodeSelector是最簡單實現(xiàn)將pod運行在特定node節(jié)點的實現(xiàn)方式，其通過指定key和value鍵值對的方式實現(xiàn)，需要node設置上匹配的Labels，節(jié)點調(diào)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(diào)度pod的時候通過nodeSelector選擇該labels：
  1. 給node-2添加labels
[root@node-1 demo]# kubectl label node node-2 app=web
node/node-2 labeled
  1. 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
  1. 通過nodeSelector將pod調(diào)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(diào)度到特定的labels
   app: web
  1. 應用yaml文件生成pod
[root@node-1 demo]# kubectl apply -f nginx-nodeselector.yaml 
pod/nginx-run-on-nodeselector created
  1. 檢查驗證pod的運行情況，已經(jīng)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(nèi)置的labels，這些labels可以標識node的屬性，如arch架構(gòu)，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(xiàn)親和力的調(diào)度，而pod affinity則是通過pod上的labels實現(xiàn)親和力的調(diào)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(guān)系。

  1. 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
  1. 通過node affiinity實現(xiàn)調(diào)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"]
  1. 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
  1. 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(nèi)容，你們對kubernete集群中pod的調(diào)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(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀。

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標題名稱：kubernete集群中pod的調(diào)度機制-創(chuàng)新互聯(lián)
鏈接分享：http://chinadenli.net/article10/cdoido.html

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