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产品介绍

最近更新时间：2024-10-17 18:10:52

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本页目录：

简介

组件介绍

Kubernetes 的调度逻辑为按照 Pod 的 Request 进行调度。节点上的可调度资源会被 Pod 的 Request 量占用，且无法腾挪。原生节点专用调度器是容器服务 TKE 基于 Kubernetes 原生 Kube-scheduler Extender 机制实现的调度器插件，可以虚拟放大节点的容量，用来解决节点资源都被占用，但本身利用率很低的问题。

部署在集群内的 Kubernetes 对象

Kubernetes 对象名称
类型
请求资源
所属 Namespace
crane-scheduler-controller
Deployment
每个实例 CPU: 200m Memory：200Mi，共计1个实例
kube-system
crane-descheduler
Deployment
每个实例 CPU: 200m Memory：200Mi，共计1个实例
kube-system
crane-scheduler
Deployment
每个实例 CPU: 200m Memory：200Mi，共计3个实例
kube-system
crane-scheduler-controller
Service
-
kube-system
crane-scheduler
Service
-
kube-system
crane-scheduler
ClusterRole
-
kube-system
crane-descheduler
ClusterRole
-
kube-system
crane-scheduler
ClusterRoleBinding
-
kube-system
crane-descheduler
ClusterRoleBinding
-
kube-system
crane-scheduler-policy
ConfigMap
-
kube-system
crane-descheduler-policy
ConfigMap
-
kube-system
ClusterNodeResourcePolicy
CRD
-
-
CraneSchedulerConfiguration
CRD
-
-
NodeResourcePolicy
CRD
-
-
crane-scheduler-controller-mutating-webhook
MutatingWebhookConfiguration
-
-

应用场景

场景1：解决节点装箱率高但利用率低的问题

说明：
基本概念如下：
装箱率：节点上所有 Pod 的 Request 之和除以节点实际的规格。 利用率：节点上所有 Pod 的真实用量之和除以节点实际的规格。
Kubernetes 原生调度器是基于 Pod Request 资源进行调度，因此，即使此时节点上的真实用量很低，但节点上所有 Pod 的 Request 之和接近节点实际规格，也无法调度新的 Pod 上来，造成较大的资源浪费。并且，业务通常为了保证自己服务的稳定性，倾向申请过量的资源，即较大的 Request，导致节点资源被占用，无法腾挪。此时节点的装箱率很高，但实际资源利用率较低。
此时可以使用原生节点专用调度器，虚拟放大节点的 CPU 和内存的规格，使得节点可调度资源被虚拟放大，可以调度进更多的 Pod。示例图如下所示：



场景2：节点水位线的设置

节点的水位线设置用于保障节点的稳定性的同时，设置节点的目标利用率：
调度时的水位控制：设定原生节点目标资源利用率，保障稳定性。Pod 调度时，高于该水位的节点将不被选中。并且，满足水位线的节点中，如下图所示，优先选择真实负载水位较低的节点，使得集群节点的利用率的分布更加均衡。



运行时的水位控制：设定当前原生节点目标资源利用率，保障稳定性。节点运行时，高于该水位的节点可能引发驱逐。因为驱逐本身是高危动作，需注意下述事项。

注意事项

1. 为避免驱逐关键的 Pod，该功能默认不驱逐 Pod。对于可以驱逐的 Pod，用户需要显示给判断 Pod 所属 workload。例如，statefulset、deployment 等对象设置可驱逐 annotation：
descheduler.alpha.kubernetes.io/evictable: 'true'
2. 建议为集群开启事件持久化，以便更好地监控组件异常以及故障定位。驱逐 Pod 时会产生对应事件，可根据 reason 为 “Descheduled” 类型的事件观察 Pod 是否被重复驱逐。
3. 驱逐动作对节点的要求：集群需要有3个及以上的低负载原生节点，其中低负载定义是 Node 负载小于运行时的水位控制。
4. 节点维度过滤后，开始驱逐 Node 上 Workload，此时为 Workload 级别的过滤，需要工作负载的副本数大于等于2或者是 Workload spec replicas 的一半及以上。
5. 在 Pod 维度上，如果 Pod 的负载大于节点的驱逐水位，则不可驱逐，以避免驱逐到其他节点造成其他节点负载过高。

场景3：指定命名空间下的 Pod 在下次调度时只调度到原生节点上

原生节点是由腾讯云 TKE 容器服务团队面向 Kubernetes 环境推出的全新节点类型，依托腾讯云千万核容器运维的技术沉淀，为用户提供原生化、高稳定、快响应的 K8s 节点管理能力。原生节点支持节点规格放大，Request 推荐等能力，因此为了充分利用原生节点的优势，建议您将工作负载调度到原生节点上。在开启原生节点调度器时，您可以选择命名空间，指定命名空间下的 Pod 在下次调度时只调度到原生节点上。
注意
若此时原生节点资源不足，会导致 Pod Pending。

限制条件

该功能仅支持原生节点，更多请参考 原生节点概述。
需要保证 Kubernetes 版本为 v1.22.5-tke.8，v1.20.6-tke.24，v1.18.4-tke.28，v1.16.3-tke.30 及以上。集群版本升级请参考 升级集群。

风险控制

该组件卸载后，只会删除原生节点专用调度器有关调度逻辑，不会对原生 Kube-Scheduler 的调度功能有任何影响。原生节点上存量的 Pod 因为已经调度，不受影响。但原生节点上 kubelet 重启时，可能会引发 Pod 的驱逐，因为此时可能原生节点上 Pod 的 Request 之和可能大于原生真实的规格。
当调低放大系数时，原生节点上存量的 Pod 因为已经调度，不受影响。但原生节点上 kubelet 重启时，可能会引发 Pod 的驱逐，因为此时可能原生节点上 Pod 的 Request 之和可能大于原生节点当前放大后的规格。
用户看到 Kubernetes 集群中的 Node 资源和对应的 CVM 节点资源不一致。
未来可能会发生负载过高、稳定性问题。
节点规格放大以后，节点 kubelet 层和资源 QoS 相关模块可能受到影响，例如 kubelet 绑核，原来4核的节点被当做8核调度，Pod 绑核可能受到影响。

节点规格放大原理

用户设定节点规格放大系数以后，后台部署 Crane Resource Controller，该 Controller 会获取该系数，并不断的校验 Node 的系数是否和用户指定的系数一致。详细步骤如下：
1. 用户提交 ClusterNodeResourcePolicy CRD，通过 Label Selector 来指定需要放大的节点，Label Selector 选中的节点，将统一采用节点放大的参数。
2. Crane Resource Controller 会读取 CRD 中指定的静态超卖参数，为每个节点 Patch Node Annotation，Controller 会不停的将放大系数记录到 Node 的 Annotation 中， Reconcile Loop 保持最终一致性。
3. Kubelet 在上报节点资源的时候，请求会被 Controller 的 Webhook 拦截，并将其 Capacity 和 Allocatable 进行虚拟放大，得到新的 Capacity 和 Allocatable。
4. 用户调度器就会通过新 Capacity 和 Allocatable 调度，从而调度更多的 Pod。



组件权限说明

Crane scheduler 权限

权限说明

该组件权限是当前功能实现的最小权限依赖。

权限场景

功能
涉及对象
涉及操作权限
需要跟踪节点的更新及变化，获取节点利用率。
nodes
get/watch/list
跟踪pod的更新及变化，根据集群内pod最近调度情况决定节点调度优先级。
pods/namespaces
get/watch/list
需要更新节点利用率到节点资源，实现调度及查询逻辑的解耦。
nodes/status
patch
需要支持多副本保障组件可用性 。
leases
create/get/update
需要跟踪 configmap 的更新及变化，实现指定 pod 调度到原生节点的功能。
configmap
get/list/watch

权限定义

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: crane-scheduler
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  - nodes
  - namespaces
  verbs:
  - list
  - watch
  - get
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes/status
  verbs:
  - patch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - configmaps
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - extensions
  - apps
  resources:
  - deployments/scale
  verbs:
  - get
  - update
- apiGroups:
  - coordination.k8s.io
  resources:
  - leases
  verbs:
  - create
  - get
  - update
- apiGroups:
  - "scheduling.crane.io"
  resources:
  - clusternoderesourcepolicies
  - noderesourcepolicies
  - craneschedulerconfigurations
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
  - update
  - create
  - patch

Crane descheduler 权限

权限说明

该组件权限是当前功能实现的最小权限依赖。

权限场景

功能
涉及对象
涉及操作权限
需要跟踪节点的更新及变化，获取节点利用率。
nodes
get/watch/list
跟踪 pod 的更新及变化，根据集群内 pod 信息决定优先驱逐的 pod。
pods
get/watch/list
驱逐 pod。
pods/eviction
create
需要得知 pod 所在的 workload ready 的个数是否占总需求数的一半及以上，来决定是否驱逐 pod。
replicasets/deployments/statefulsets/statefulsetpluses/job
get
驱逐 pod 时需要上报事件。
create
events

权限定义

kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: crane-descheduler
  namespace: kube-system
rules:
  - apiGroups: [""]
    resources: ["nodes"]
    verbs: ["get", "watch", "list"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["pods"]
    verbs: ["get", "watch", "list"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["nodes/status"]
    verbs: ["patch"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["pods/eviction"]
    verbs: ["create"]
  - apiGroups: ["*"]
    resources: ["replicasets"]
    verbs: ["get"]
  - apiGroups: ["*"]
    resources: ["deployments"]
    verbs: ["get"]
  - apiGroups: ["apps"]
    resources: ["statefulsets"]
    verbs: ["get"]
  - apiGroups: ["platform.stke"]
    resources: ["statefulsetpluses"]
    verbs: ["get"]
  - apiGroups: [""]
    resources: ["events"]
    verbs: ["create"]
  - apiGroups: ["*"]
    resources: ["jobs"]
    verbs: ["get"]
  - apiGroups: [ "coordination.k8s.io" ]
    resources: [ "leases" ]
    verbs: [ "get", "create", "update" ]

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