kubernetes 核心组件之 Schedule
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Schedule 在 kubernetes 中的位置
让我们先来看一下 Schedule 在 kubernetes 中的位置吧：
Kubernetes Scheduler 的作用是将待调度的 Pod 按照一定的调度算法和策略绑定到集群中一个合适的 Worker Node（以下简称 Node） 上，并将绑定信息写入到 etcd 中，之后目标 Node 中 kubelet 服务通过 API Server 监听到 Scheduler 产生的 Pod 绑定事件获取 Pod 信息，然后下载镜像启动容器，调度流程如图所示：
如果Pod中指定了NodeName属性，则无需Scheduler参与，Pod会直接被调度到NodeName指定的Node节点
Scheduler 提供的调度流程分为预选 (Predicates) 和优选 (Priorities) 两个步骤：
- 预选，K8S会遍历当前集群中的所有 Node，筛选出其中符合要求的 Node 作为候选
- 优选，K8S将对候选的 Node 进行打分
K8S Scheduler 提供的预选策略
在 Scheduler 中，可选的预选策略包括：
K8S Scheduler 提供的优选策略
在 Scheduler 中，可选的优选策略包括：
如果开启了 ResourceLimitsPriorityFunction(默认不开启) 特性，则 ResourceLimitsPriority 会被启用。
如何扩展 K8S Scheduler
Scheduler 内置的策略在大多数场景下可以满足要求，但是在一些特殊场景下，不能满足复杂的调度需求，我们可以通过扩展程序对 Scheduler 进行扩展。扩展后的 Scheduler 会在调用内置预选策略和优选策略之后通过 HTTP 协议调用扩展程序再次进行预选和优选，最后选择一个合适的 Node 进行 Pod 的调度。调度流程如下：
编写自定义的 Kubernetes scheduler调度器
扩展程序本质上是一个 HTTP 服务，可以对 Node 进行筛选和打分，这里只是一个例子，未做任何修改，可以根据实际业务调度场景修改你的预选逻辑和优选逻辑，然后打包成镜像并部署。接收 HTTP 请求，并根据 URL 的不同，调用预选或优选函数：
func (e *Extender) serveHTTP(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
if strings.Contains(req.URL.Path, filter) {
e.processFilterRequest(w, req)
} else if strings.Contains(req.URL.Path, prioritize) {
e.processPrioritizeRequest(w, req)
} else {
http.Error(w, "Unsupported request", http.StatusNotFound)
}
}预选逻辑：
func (e *Extender) processFilterRequest(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
decoder := json.NewDecoder(req.Body)
defer func() {
if err := req.Body.Close(); err != nil {
glog.Errorf("Error closing decoder")
}
}()
encoder := json.NewEncoder(w)
var args schedulerApi.ExtenderArgs
if err := decoder.Decode(&args); err != nil {
glog.Errorf("Error decoding filter request: %v", err)
http.Error(w, "Decode error", http.StatusBadRequest)
return
}
// Your logic
pod := args.Pod
nodes := args.Nodes.Items
response := &schedulerApi.ExtenderFilterResult{
Nodes: &v1.NodeList{
Items: nodes,
},
}
if err := encoder.Encode(response); err != nil {
glog.Errorf("Error encoding filter response: %+v : %v", response, err)
}
}优选逻辑：
func (e *Extender) processPrioritizeRequest(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
decoder := json.NewDecoder(req.Body)
defer func() {
if err := req.Body.Close(); err != nil {
glog.Fatalf("Error closing decoder")
}
}()
encoder := json.NewEncoder(w)
var args schedulerApi.ExtenderArgs
if err := decoder.Decode(&args); err != nil {
glog.Errorf("Error decoding prioritize request: %v", err)
http.Error(w, "Decode error", http.StatusBadRequest)
return
}
// Your logic
for _, node := range args.Nodes.Items {
hostPriority := schedulerApi.HostPriority{Host: node.Name, Score: 1}
respList = append(respList, hostPriority)
}
if err := encoder.Encode(respList); err != nil {
glog.Errorf("Failed to encode response: %v", err)
}
}部署新的 Scheduler
由于 Kubernetes 集群内已经有了一个名为 default-scheduler 的默认调度器，为了不影响集群正常调度功能，一般需要创建一个新的调度器，这个调度器和 default-scheduler 除了启动参数不一样外，镜像并无差别，下面是部署的过程，只列出了重要部分：
创建 Scheduler 配置
我们以 ConfigMap 的方式创建 Scheduler 调度配置，配置文件中需要指定内置的预选策略和优选策略，还有我们编写的扩展程序。
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: yrcloudfile-scheduler-config
namespace: yanrongyun
data:
policy.cfg: |-
{
"kind": "Policy",
"apiVersion": "v1",
"predicates": [],
"priorities": [],
"extenders": [
{
"urlPrefix": "http://yrcloudfile-extender-service.yanrongyun.svc.cluster.local:8099",
"apiVersion": "v1beta1",
"filterVerb": "filter",
"prioritizeVerb": "prioritize",
"weight": 5,
"enableHttps": false,
"nodeCacheCapable": false
}
]
}部署 Scheduler
部署 Scheduler 的时候需要将 policy-configmap 指定为我们之前创建的 ConfigMap，还需要为 Scheduler 起一个名字，通过 scheduler-name 参数指定，这里我们设置为 yrcloudfile-scheduler。
apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
labels:
component: scheduler
tier: control-plane
name: yrcloudflie-scheduler
namespace: yanrongyun
initializers:
pending: []spec:
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
component: scheduler
tier: control-plane
name: yrcloudflie-scheduler
spec:
containers:
- command:
- /usr/local/bin/kube-scheduler
- --address=0.0.0.0
- --leader-elect=true
- --scheduler-name=yrcloudfile-scheduler
- --policy-configmap=yrcloudfile-scheduler-config
- --policy-configmap-namespace=yanrongyun
- --lock-object-name=yrcloudfile-scheduler
image: k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.13.0
livenessProbe:
httpGet:
path: /healthz
port: 10251
initialDelaySeconds: 15
name: yrcloudflie-scheduler
readinessProbe:
httpGet:
path: /healthz
port: 10251
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: "name"
operator: In
values:
- yrcloudflie-scheduler
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
hostPID: false
serviceAccountName: yrcloudflie-scheduler-account如何使用新的 Scheduler
Scheduler 部署成功之后，我们怎么去使用它呢，其实很简单，只需要在部署 Pod 的时候新增 schedulerName 为 yrcloudfile-scheduler 即可。
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: busybox
labels:
app: busyboxspec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: busybox
template:
metadata:
labels:
app: busybox
spec:
schedulerName: yrcloudfile-scheduler
containers:
- image: busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: busybox腾讯云开发者
