k8s 进阶实战笔记 | Scheduler 调度策略总结
文章目录
- Scheduler 调度策略总结
- 调度原理和过程
- 调度策略
- nodeSelect
- 亲和性和反亲和性
- NodeAffinify亲和验证
- PodAffinity 亲和验证
- PodAntiAffinity 反亲和验证
- 污点与容忍
- 跳过 Scheduler 调度策略
- 调度策略场景总结
Scheduler 调度策略总结
调度原理和过程
Scheduler
一直监听着 api-server,如果获取到Pod.Spec.NodeName为空,会对每一个pod创建一个binding,表示放在哪一个节点上运行
把 pod 按照预设的调度策略分配到集群的节点上
- 公平
- 资源高效利用
- 效率
- 灵活
调度过程
- 预选(predicate)
过滤步满足条件的节点
-
PodFitsResources :节点上剩余的资源是否大于pod 请求的资源
-
PodFitsHost :如果pod 指定了NodeName,检查节点名称是否和NodeName匹配
-
PodFitsHostPorts :节点上已经使用的port是否和pod申请的port冲突
-
PodselectorMatches :过滤掉和pod指定的 label 不匹配的节点
-
NoDiskConflict :已经mount的volume和pod指定的volume不冲突,除非它们都是只读
- 优选(priority)
对节点按照优先级排序
- 选择出最优的节点
- 如果预选的时候没有合适的节点,pod 会一直处于 pending状态,并且会不断重试调度,直到有调度结果
调度策略
nodeSelect
- 最简单的调度形式:节点选择约束,将 pod 调度在拥有你指定的标签的节点上
示例
一个简单的nginx编排文件如下
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginxnamespace: defaultlabels:app: nginx
spec:selector:matchLabels:app: nginxreplicas: 3template:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent
不进行特殊调度设置
kubectl apply -f nginx-demo.yaml
给节点设置一个独一无二的标签信息
# 查看节点标签信息
kubectl get node --show-labels
# 给节点新增标签信息(kubectl label nodes <NodeName> key=value)
kubectl label nodes k8s-node01 nginx=true
# 取消节点的标签信息
kubectl label nodes k8s-node01 nginx-
**加上调度策略nodeSelect **
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginxnamespace: defaultlabels:app: nginx
spec:selector:matchLabels:app: nginxreplicas: 3template:metadata:labels:app: nginxspec:nodeSelector:app: nginxcontainers:- name: nginximage: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent
查看效果
亲和性和反亲和性
- 相比之下,亲和性和反亲和性的表达能力更强
- nodeSelector 只能选择所有固定标签的节点
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
调度器只有在规则被满足的时候才能执行调度
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
调度器会尝试寻找满足对应规则的节点,如果找不到,调度会在其他节点调度这个 pod
节点亲和性
NodeAffinity
- “软需求”:调度器在无法找到匹配节点时候仍然会调度 pod
- “硬需求”:如果没有节点满足需求,则不会被调度,一直处于 pending 状态
Pod亲和性
PodAffinity
- pod可以和哪些pod部署在同一个拓扑中
Pod互斥性
PodAntiAffinity
- pod不和哪些pod部署在同一个拓扑中
调度策略
调度策略 | 匹配标签 | 操作符 | 拓扑支持 | 调度目标 |
---|---|---|---|---|
nodeAffinity | node节点 | In, NotIn,Exists,DoesNotExist, Gt,Lt | 否 | 指定主机 |
podAffinity | pod | In, NotIn,Exists,DoesNotExist | 是 | pod与指定pod一个拓扑域 |
PodAntiAffinity | pod | In, NotIn,Exists,DoesNotExist | 是 | pod与指定pod不在一个拓扑域 |
操作符
- In:label 的值在某个列表中
- NotIn:label 的值不在某个列表中
- Gt:label 的值大于某个值
- Lt:label 的值小于某个值
- Exists:某个 label 存在
- DoesNotExist:某个 label 不存在
NodeAffinify亲和验证
标准yaml文件
###第一个
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx1namespace: defaultlabels:app: nginx1
spec:selector:matchLabels:app: nginx1replicas: 3template:metadata:labels:app: nginx1spec:containers:- name: nginx1image: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent###第二个
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx2namespace: defaultlabels:app: nginx2
spec:selector:matchLabels:app: nginx2replicas: 3template:metadata:labels:app: nginx2spec:containers:- name: nginx2image: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent
NodeAffinify验证
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx1namespace: defaultlabels:app: nginx1
spec:selector:matchLabels:app: nginx1replicas: 3template:metadata:labels:app: nginx1spec:affinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- k8s-node03containers:- name: nginx1image: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent
调度结果
硬策略不符合要求的时候的调度结果
如果是软策略
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx1namespace: defaultlabels:app: nginx1
spec:selector:matchLabels:app: nginx1replicas: 3template:metadata:labels:app: nginx1spec:affinity:nodeAffinity:preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- weight: 1preference:matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- k8s-node04containers:- name: nginx1image: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent
PodAffinity 亲和验证
nginx2的运行情况
看下nginx1的硬策略
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx1namespace: defaultlabels:app: nginx1
spec:selector:matchLabels:app: nginx1replicas: 3template:metadata:labels:app: nginx1spec:affinity:podAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginx2topologyKey: kubernetes.io/hostnamecontainers:- name: nginx1image: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent
调度结果
PodAntiAffinity 反亲和验证
nginx2的运行情况
nginx1
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx1namespace: defaultlabels:app: nginx1
spec:selector:matchLabels:app: nginx1replicas: 3template:metadata:labels:app: nginx1spec:affinity:podAntiAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginx2topologyKey: kubernetes.io/hostnamecontainers:- name: nginx1image: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent
调度结果
污点与容忍
-
污点:taints
-
容忍:tolerations
-
如果一个节点标记的有污点,如果对pod不进行标识为可以容忍,否则该节点不可调度pod
-
污点组成:key=value:effect
effect:污点的作用
- NoSchedule :表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
- PreferNoSchedule :表示 k8s 将 尽量避免 将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
- NoExecute :表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上,同时会将 Node 上已经存在的 Pod 驱逐出去
- 基本操作
### 查看节点污点
kubectl describe nodes | grep -P "Name:|Taints"
### 设置污点
kubectl taint nodes <NodeName> key=value:effect
### 删除污点
kubectl taint nodes <NodeName> key=value:effect-
- 验证
### 设置一个污点,看是否符合预期,多开一个窗口观察
kubectl taint nodes k8s-node03 app=nginx:NoExecute
设置容忍度再看下调度结果
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx1namespace: defaultlabels:app: nginx1
spec:selector:matchLabels:app: nginx1replicas: 3template:metadata:labels:app: nginx1spec:tolerations:- key: "app"operator: "Exists"effect: "NoExecute"containers:- name: nginx1image: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent
tolerations 属性的写法
- key、value、effect 与 Node 的 Taint 设置需保持一致
- operator=Exists,value可以省略
- operator=Equal,key与value之间就是等于的关系,不能省略
- 不指定operator,则默认就是Equal
跳过 Scheduler 调度策略
- 将 pod 直接调度到指定的Node节点上
###第一个
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx1namespace: defaultlabels:app: nginx1
spec:selector:matchLabels:app: nginx1replicas: 3template:metadata:labels:app: nginx1spec:nodeName: k8s-node01containers:- name: nginx1image: docker.m.daocloud.io/nginximagePullPolicy: IfNotPresent
调度策略场景总结
调度策略 | 场景说明 |
---|---|
nodeName | 调度固定节点,用于验证特定节点数据、故障复现等 |
nodeSelect | 调度到拥有特定标签的节点,特殊部门、特殊业务线、测试等 |
podAffinity | 使pod处于同一个拓扑域,用于上下游应用存在大量数据交互的场景 |
podAntiAffinity | 使pod不处于同一个拓扑域,多个计算型应用是不适合调度同一台节点 |
nodeAffinity | 指定调度到指定的节点,核心应用必须调度到核心节点 |
nodeAntiAffinity | 指定不调度到指定的节点,核心节点不能被普通应用使用 |
taints | 污点节点不允许被调度pod,比如master节点,GPU高计算性能节点等 |
tolerations | 配置了才可以调度到taints节点 |
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