Kubernetes Scheduler 原理分析

简介: 【2月更文挑战第28天】

Kubernetes Scheduler在整个系统中起到“承上启下”的重要作用,“承上”是指它负责接收Controller Manager创建的新Pod,为其安 排一个落脚的“家”——目标Node;“启下”是指安置工作完成后,目标Node上的kubelet服务进程接管后继工作,负责Pod生命周期中的“下半生”。

1.Scheduler的作用

(1)监听API Server,获取还没有绑定(bind)到Node上的Pod。

(2)根据预选、优先、抢占策略,将Pod调度到合适的Node上。

(3)调用API Server,将调度信息写入到etcd。

2.Scheduler的原则

(1)公平。确保每个Pod都要被调度,即使因为资源不够而无法调用。

(2)资源合理分配。根据多种策略选择合适的Node,并且使资源利用率尽量高。

(3)可自定义。内部支持多种调度策略,用户可以选择亲和性、优先级、污点等控制调度结果,另外也支持自定义Scheduler的方式进行扩展。


Kubernetes Scheduler当前提供的默认调度流程分为以下两步。

(1)预选调度过程。即遍历所有目标Node,筛选出符合要求的候选节点。为此,Kubernetes内置了多种预选策略(xxx Predicates)供用户选择。

(2)确定最优节点。在第一步的基础上,采用优选策略(xxx Priority)计算出每个候选节点的积分,积分最高者胜出。

3.节点管理

在Kubernetes集群中,在每个Node上都会启动一个kubelet服务的进程。该进程用于处理Master下发到本节点的任务,管理Pod及Pod中的容器。每个kubelet进程都会在API Server上注册节点自身的信息,定期向Master汇报节点资源的使用情况,并通过cAdvisor监控容器和节点资源。

节点通过设置kubelet的启动参数“--register-node”,来决定是否向API Server注册自己。如果该参数的值为true,那么kubelet将尝试通过API Server注册自己。

4.Pod管理

kubelet通过以下几种方式获取自身Node上所要运行的Pod清单。


(1)文件。kubelet启动参数“--config”指定的配置文件目录下的文件(默认目录为“/etc/kubernetes/ manifests/”)。通过--file-check- frequency设置检查该文件目录的时间间隔,默认为20秒。

(2)HTTP端点(URL)。通过“--manifest-url”参数设置。通过--http-check-frequency设置检查该HTTP端点数据的时间间隔,默认为20秒。

(3)API Server。kubelet通过API Server监听etcd目录,同步Pod列表。


所有以非API Server方式创建的Pod都称为Static Pod。kubelet将Static Pod的状态汇报给API Server,API Server为该Static Pod创建一个Mirror Pod与其相匹配。Mirror Pod的状态将真实反映Static Pod的状态。当Static Pod被删除时,与之相对应的Mirror Pod也会被删除。

5.容器健康检查

Pod通过以下两类探针来检查容器的健康状态。

(1)一类是LivenessProbe探针。用于判断容器是否健康并反馈给kubelet。如果LivenessProbe探针探测到容器不健康,则kubelet将删除该容器,并根据容器的重启策略进行相应的处理。如果一个容器不包含LivenessProbe探针,那么kubelet认为该容器的LivenessProbe探针返回的值永远是Success。

(2)另一类是ReadinessProbe探针。用于判断容器是否启动完成,且准备接收请求。如果ReadinessProbe探针检测到容器启动失败,则Pod的状态将被修改,Endpoint Controller将从Service的Endpoint中删除包含该容器所在Pod的IP地址的Endpoint条目。

6.Cadvisor资源监控

Cadvisor的特点如下。

(1)Cadvisor是一个开源的分析容器资源使用率和性能特性的代理工具,它是因容器而生的,因此自然支持Docker容器。

(2)在Kubernetes项目中,Cadvisor被集成到Kubernetes代码中,kubelet则通过Cadvisor获取其所在节点及容器的数据。

(3)Cadvisor自动查找所有在其所在Node上的容器,自动采集CPU、内存、文件系统和网络使用的统计信息。

(4)在大部分Kubernetes集群中,Cadvisor通过它所在Node的4194端口暴露一个简单的UI。

相关实践学习
深入解析Docker容器化技术
Docker是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux机器上,也可以实现虚拟化,容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。Docker是世界领先的软件容器平台。开发人员利用Docker可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。运维人员利用Docker可以在隔离容器中并行运行和管理应用,获得更好的计算密度。企业利用Docker可以构建敏捷的软件交付管道,以更快的速度、更高的安全性和可靠的信誉为Linux和Windows Server应用发布新功能。 在本套课程中,我们将全面的讲解Docker技术栈,从环境安装到容器、镜像操作以及生产环境如何部署开发的微服务应用。本课程由黑马程序员提供。     相关的阿里云产品:容器服务 ACK 容器服务 Kubernetes 版(简称 ACK)提供高性能可伸缩的容器应用管理能力,支持企业级容器化应用的全生命周期管理。整合阿里云虚拟化、存储、网络和安全能力,打造云端最佳容器化应用运行环境。 了解产品详情: https://www.aliyun.com/product/kubernetes
相关文章
|
Kubernetes 负载均衡 API
在K8S中,apiservice与kube-schedule高可用原理?
在K8S中,apiservice与kube-schedule高可用原理?
|
Kubernetes 容器 Perl
【Azure K8S】AKS升级 Kubernetes version 失败问题的分析与解决
【Azure K8S】AKS升级 Kubernetes version 失败问题的分析与解决
128 2
|
存储 Kubernetes 安全
在K8S中,你用的flannel是哪个工作模式及fannel的底层原理如何实现数据报文转发的?
在K8S中,你用的flannel是哪个工作模式及fannel的底层原理如何实现数据报文转发的?
|
Kubernetes 算法 调度
在k8S中,Scheduler使用哪两种算法将Pod绑定到worker节点?
在k8S中,Scheduler使用哪两种算法将Pod绑定到worker节点?
|
Kubernetes 监控 Perl
在K8S中,hpa原理是什么?
在K8S中,hpa原理是什么?
|
Kubernetes 负载均衡 API
在K8S中,api-service 和 kube-schedule 高可用原理是什么?
在K8S中,api-service 和 kube-schedule 高可用原理是什么?
|
Kubernetes 网络虚拟化 容器
在K8S中,cailico的ipip模型和ciliume的vxlan模型除了在具体的实现不同,在原理上有何区别?
在K8S中,cailico的ipip模型和ciliume的vxlan模型除了在具体的实现不同,在原理上有何区别?
|
存储 Kubernetes 负载均衡
k8s原理概念基础入门
k8s原理概念基础入门
269 2
|
消息中间件 JSON Kubernetes
在k8S中,Fluentd的工作原理是什么?
在k8S中,Fluentd的工作原理是什么?
|
Kubernetes 网络协议 安全
在k8S中,网络策略原理是什么?
在k8S中,网络策略原理是什么?

热门文章

最新文章

推荐镜像

更多