返回

Kubernetes 调度程序源码解析及自定义资源调度算法实践

后端

Kubernetes 调度程序：集群资源分配的守护者

Kubernetes 调度程序是 Kubernetes 集群的核心组件，它负责将 Pod 分配到集群中的节点上，以高效地利用资源并确保应用程序的平稳运行。了解调度程序的运作方式对于优化集群性能和可靠性至关重要。

调度程序的组成

Kubernetes 调度程序是一个复杂的系统，由多个组件协同工作：

  • 调度器： 调度器的大脑，负责根据 Pod 的资源需求和节点的可用资源做出调度决策。
  • 调度算法： 指导调度器的决策，Kubernetes 提供多种预定义算法，管理员还可以创建自定义算法。
  • 调度队列： 等待调度的 Pod 暂存处。
  • 调度循环： 不断从队列中获取 Pod 并将它们分配到节点上的循环。

深入剖析调度算法

调度算法是调度程序的关键部分，它定义了 Pod 与节点匹配的方式。Kubernetes 内置了几种算法，例如：

  • 最佳拟合： 将 Pod 分配到最能满足其资源需求的节点上。
  • 最少负载： 优先选择当前负载较低的节点。
  • 平衡负载： 旨在均匀分布 Pod，以防止单个节点过载。

自定义调度算法实战

为了更好地掌握调度程序的工作原理，我们可以创建一个自定义调度算法。假设我们希望将 Pod 调度到具有特定标签的节点上：

1. 创建自定义资源类型 (CRD)

apiVersion: apiextensions.k8s.io/v1beta1
kind: CustomResourceDefinition
metadata:
  name: myresources.example.com
spec:
  group: example.com
  version: v1alpha1
  names:
    kind: MyResource
    plural: myresources
  scope: Namespaced

2. 实现自定义调度算法

// MyScheduler 是一个自定义调度器，根据 Pod 的标签对 Pod 进行调度。
type MyScheduler struct {
  // ...
}

// Schedule 尝试调度给定的 pod。
func (s *MyScheduler) Schedule(ctx context.Context, pod *corev1.Pod, algorithm scheduling.SchedulingAlgorithm) (scheduling.ScheduleResult, error) {
  // 获取具有指定标签的节点。
  nodes, err := s.informerFactory.Core().V1().Nodes().Lister().List(metav1.ListOptions{LabelSelector: "label-key=label-value"})
  if err != nil {
    return scheduling.ScheduleResult{}, err
  }

  // ...
}

3. 注册自定义算法到集群

apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1beta2
kind: KubeSchedulerConfiguration
schedulerName: my-scheduler
leaderElection:
  leaderElect: false
algorithmSource:
  policy:
    enabled:
      - name: MyScheduler

总结

Kubernetes 调度程序是一个至关重要的组件，确保集群资源的高效分配。通过理解其组成部分、调度算法和自定义算法的实现，您可以优化集群性能并根据特定需求定制调度行为。