泡面不好吃，我用了這篇k8s調度器，征服了他-有解無憂

1.1 調度器簡介

在這里插入圖片描述

來個小劉一起裝逼吧 ，今天我們來學習 K8的調度器

Scheduler是 Kubernetes的調度器，主要的任務是把定義的 pod分配到集群的節點上，需要考慮以下問題：

公平：如何保證每個節點都能被分配資源
資源高效利用：集群所有資源最大化被使用
效率：調度的性能要好，能夠盡快地對大批量的 pod完成調度作業
靈活：允許用戶根據自己的需求控制調度的邏輯

Scheduler是作為單獨的程式運行的，啟動之后會一直連接 apiserver獲取 PodSpec.NodeName為空的 pod，對每個 pod都會創建一個 binding，表明該 pod應該放到哪個節點上，

1.2 調度程序

在這里插入圖片描述

調度分為幾個部分：

Predicate有一系列的演算法可以使用：

PodFitsResources：節點上剩余的資源是否大于 pod請求的資源
PodFitsHost：如果 pod指定了 NodeName，檢查節點名稱是否和 NodeName匹配
PodFitsHostPorts：節點上已經使用的 port是否和 pod申請的 port沖突
PodSelectorMatches：過濾掉和 pod指定的 label不匹配的節點
NoDiskConflict：已經 mount的 volume和 pod指定的 volume不沖突，除非它們都是只讀

如果在 predicate程序中沒有合適的節點， pod會一直在 pending狀態（等待），不斷重試調度，直到有節點滿足條件，

經過這個步驟，如果有多個節點滿足條件，就繼續 priorities程序：按照優先級大小對節點排序，優先級由一系列鍵值對組成，鍵是該優先級項的名稱，值是它的權重，這些優先級選項包括：

LeastRequestedPriority：通過計算 CPU和 Memory的使用率來決定權重，使用率越低權重越高，換句話說，這個優先級指標傾向于資源使用比例更低的節點
BalancedResourceAllocation：節點上 CPU和 Memory使用率越接近，權重越高，這個應該和上面的一起使用，不應該單獨使用
ImageLocalityPriority：傾向于已經有要使用鏡像的節點，鏡像總大小值越大，權重越高

通過演算法對所有的優先級專案和權重進行計算，得出最終的結果，

1.3 自定義調度器

除了 K8S自帶的調度器，可以自定義調度器，通過 spec:schedulername引數指定調度器的名字，可以為 pod選擇某個調度器進行調度，比如下面的 pod選擇 my-scheduler進行調度，而不是默認的 default-scheduler：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: annotation-second-scheduler
  labels:
    name: multischeduler-example
spec:
  schedulername: my-scheduler
  containers:
 - name: pod-with-second-annotation-container
    image: gcr.io/google_containers/pause:2.0

2.1 Node 親和性

spec.affinity.nodeAffinity：

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（優先執行計劃）：軟策略
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（要求執行計劃）：硬策略

鍵值運算關系：

鍵說明Inlabel 的值在某個串列中NotInlabel 的值不在某個串列中Gtlabel 的值大于某個值Ltlabel 的值小于某個值Exists某個 label 存在DoesNotExist某個 label 不存在

軟策略:

[root@master schedule]
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: affinity
  labels:
    app: node-affinity-pod
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: hub.hc.com/library/myapp:v1
  affinity:
    nodeAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/hostname
            operator: In
            values:
            - worker3
[root@master schedule]
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
affinity                 1/1     Running   0          39s   10.244.2.92   worker2   <none>           <none>

硬策略:

[root@master schedule]
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: affinity2
  labels:
    app: node-affinity-pod
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: hub.hc.com/library/myapp:v1
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/hostname
            operator: In
            values:
            - worker3

[root@master schedule]
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
affinity2                  0/1     Pending   0          23s   <none>        <none>    <none>           <none>

[root@master schedule]
Events:
  Type     Reason            Age   From               Message
  ----     ------            ----  ----               -------
  Warning  FailedScheduling  49s   default-scheduler  0/3 nodes are available: 3 node(s) didn't match node selector.

2.2 Pod 親和性

spec.affinity.podAffinity/podAntiAffinity：

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（優先執行計劃）：軟策略
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（要求執行計劃）：硬策略

[root@master schedule]
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-2
  labels:
    app: pod-2
spec:
  containers:
  - name: pod-2
    image: hub.hc.com/library/myapp:v1
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: app
            operator: In
            values:
            - pod-1
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
    podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        podAffinityTerm:
          labelSelector:
            matchExpressions:
            - key: app
              operator: In
              values:
              - pod-2
          topologyKey: kubernetes.io/hostname

[root@master schedule]
pod-2                     0/1     Pending   0          4s      <none>        <none>    <none>           <none>

[root@master schedule]
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-1                     1/1     Running   0          5s      10.244.2.94   worker2   <none>           <none>

親和性/反親和性調度策略比較如下：

調度策略匹配標簽運算子拓撲域支持調度目標nodeAffinity主機In, NotIn, Exists,DoesNotExist, Gt, Lt否指定主機podAffinityPODIn, NotIn, Exists,DoesNotExist是POD與指定POD同一拓撲域podAnitAffinityPODIn, NotIn, Exists,DoesNotExist是POD與指定POD不在同一拓撲域

2.3 Taint 和 Toleration

節點親和性，是 pod的一種屬性（偏好或硬性要求），它使 pod被吸引到一類特定的節點， Taint則相反，它使節點能夠排斥一類特定的 pod

Taint和 toleration相互配合，可以用來避免 pod被分配到不合適的節點上，每個節點上都可以應用一個或多個 taint，這表示對于那些不能容忍這些 taint的 pod，是不會被該節點接受的，如果將 toleration應用于 pod上，則表示這些 pod可以（但不要求）被調度到具有匹配 taint的節點上，

①污點 (Taint) 的組成

使用 kubectl taint命令可以給某個 Node節點設定污點， Node被設定上污點之后就和 Pod之間存在了一種相斥的關系，可以讓 Node拒絕 Pod的調度執行，甚至將 Node已經存在的 Pod驅逐出去每個污點的組成如下： key=value:effect

每個污點有一個 key和 value作為污點的標簽，其中 value可以為空， effect描述污點的作用，當前 taint effect支持如下三個選項：

NoSchedule： K8S將不會將 Pod調度到具有該污點的 Node上
PreferNoSchedule： K8S將盡量避免將 Pod調度到具有該污點的 Node上
NoExecute： K8S將不會將 Pod調度到具有該污點的 Node上，同時會將 Node上已經存在的 Pod驅逐出去

② 污點的設定、查看和去除


kubectl describe node node-name

kubectl taint nodes node1 key1=value1:effect

kubectl taint nodes node1 key1=value1:effect

設定了污點的 Node將根據 taint的 effect和 Pod之間產生互斥的關系， Pod將在一定程度上不會被調度到 Node上，但我們可以在 Pod上設定容忍 (Toleration) ，設定了容忍的 Pod將可以容忍污點的存在，可以被調度到存在污點的 Node上，

** toleration 的配置：**

spec:
  tolerations:
    - key: "key1"
      operator: "Equal"
      value: "value1"
      effect: "NoSchedule"
      tolerationSeconds: 3600
    - key: "key1"
      operator: "Equal"
      value: "value1"
      effect: "NoExecute"
    - key: "key2"
      operator: "Exists"
      effect: "NoSchedule"

說明：

其中 key、 vaule、 effect要與 Node上設定的 taint保持一致
operator的值為 Exists將會忽略 value值
tolerationSeconds：當 Pod需要被驅逐時可以在 Pod上繼續保留運行的時間

① 當不指定 key值時，表示容忍所有的污點 key

tolerations:
 - operator: "Exists"

② 當不指定 effect值時，表示容忍所有的污點作用

tolerations:
 - key: "key"
operator: "Exists"

③ 有多個 Master存在時，防止資源浪費，可以如下設定

kubectl taint nodes Node-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule

2.4 指定調度節點

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: myweb
spec:
  replicas: 7
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myweb
    spec:
      nodeName: worker1
      nodeSelector:
	    type: theSelected
      containers:
      - name: myweb
        image: hub.hc.com/library/myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 80

說明：

spec.nodeName：將 Pod直接調度到指定的 Node節點上，會跳過 Scheduler的調度策略，該匹配規則是強制匹配
spec.nodeSelector：通過 K8S的 label-selector機制選擇節點，由調度器調度策略匹配 label，而后調度 Pod到目標節點，該匹配規則屬于強制約束
給 Node打標簽： kubect; label node worker1 type=theSelected

小劉，先走一步

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