Kubernetes 調度器是如何工作的

作者：Mike Calizo 2021-02-26 14:40:16

了解 Kubernetes 調度器是如何發現新的吊艙并將其分配到節點。

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了解 Kubernetes 調度器是如何發現新的吊艙并將其分配到節點。

Kubernetes 已經成為容器和容器化工作負載的標準編排引擎。它提供一個跨公有云和私有云環境的通用和開源的抽象層。

對于那些已經熟悉 Kuberbetes 及其組件的人，他們的討論通常圍繞著如何盡量發揮 Kuberbetes 的功能。但當你剛剛開始學習 Kubernetes 時，嘗試在生產環境中使用前，明智的做法是從一些關于 Kubernetes 相關組件（包括 Kubernetes 調度器）開始學習，如下抽象視圖中所示：

Kubernetes 也分為控制平面和工作節點：

控制平面： 也稱為主控，負責對集群做出全局決策，以及檢測和響應集群事件。控制平面組件包括：

etcd
kube-apiserver
kube-controller-manager
調度器

工作節點： 也稱節點，這些節點是工作負載所在的位置。它始終和主控聯系，以獲取工作負載運行所需的信息，并與集群外部進行通訊和連接。工作節點組件包括：

kubelet
kube-proxy
CRI

我希望這個背景信息可以幫助你理解 Kubernetes 組件是如何關聯在一起的。

Kubernetes 調度器是如何工作的

Kubernetes 吊艙pod 由一個或多個容器組成組成，共享存儲和網絡資源。Kubernetes 調度器的任務是確保每個吊艙分配到一個節點上運行。

（LCTT 譯注：容器技術領域大量使用了航海比喻，pod 一詞，意為“豆莢”，在航海領域指“吊艙” —— 均指盛裝多個物品的容器。常不翻譯，考慮前后文，可譯做“吊艙”。）

在更高層面下，Kubernetes 調度器的工作方式是這樣的：

每個需要被調度的吊艙都需要加入到隊列
新的吊艙被創建后，它們也會加入到隊列
調度器持續地從隊列中取出吊艙并對其進行調度

調度器源碼（scheduler.go）很大，約 9000 行，且相當復雜，但解決了重要問題：

等待/監視吊艙創建的代碼

監視吊艙創建的代碼始于 scheduler.go 的 8970 行，它持續等待新的吊艙：

// Run begins watching and scheduling. It waits for cache to be synced, then starts a goroutine and returns immediately.
 
func (sched *Scheduler) Run() {
        if !sched.config.WaitForCacheSync() {
                return
        }
 
        go wait.Until(sched.scheduleOne, 0, sched.config.StopEverything)

負責對吊艙進行排隊的代碼

負責對吊艙進行排隊的功能是：

// queue for pods that need scheduling
        podQueue *cache.FIFO

負責對吊艙進行排隊的代碼始于 scheduler.go 的 7360 行。當事件處理程序觸發，表明新的吊艙顯示可用時，這段代碼將新的吊艙加入隊列中：

func (f *ConfigFactory) getNextPod() *v1.Pod {
        for {
                pod := cache.Pop(f.podQueue).(*v1.Pod)
                if f.ResponsibleForPod(pod) {
                        glog.V(4).Infof("About to try and schedule pod %v", pod.Name)
                        return pod
                }
        }
}

處理錯誤代碼

在吊艙調度中不可避免會遇到調度錯誤。以下代碼是處理調度程序錯誤的方法。它監聽 podInformer 然后拋出一個錯誤，提示此吊艙尚未調度并被終止：

// scheduled pod cache
        podInformer.Informer().AddEventHandler(
                cache.FilteringResourceEventHandler{
                        FilterFunc: func(obj interface{}) bool {
                                switch t := obj.(type) {
                                case *v1.Pod:
                                        return assignedNonTerminatedPod(t)
                                default:
                                        runtime.HandleError(fmt.Errorf("unable to handle object in %T: %T", c, obj))
                                        return false
                                }
                        },

換句話說，Kubernetes 調度器負責如下：

將新創建的吊艙調度至具有足夠空間的節點上，以滿足吊艙的資源需求。
監聽 kube-apiserver 和控制器是否創建新的吊艙，然后調度它至集群內一個可用的節點。
監聽未調度的吊艙，并使用 /binding 子資源 API 將吊艙綁定至節點。

例如，假設正在部署一個需要 1 GB 內存和雙核 CPU 的應用。因此創建應用吊艙的節點上需有足夠資源可用，然后調度器會持續運行監聽是否有吊艙需要調度。

了解更多

要使 Kubernetes 集群工作，你需要使以上所有組件一起同步運行。調度器有一段復雜的的代碼，但 Kubernetes 是一個很棒的軟件，目前它仍是我們在討論或采用云原生應用程序時的首選。

學習 Kubernetes 需要精力和時間，但是將其作為你的專業技能之一能為你的職業生涯帶來優勢和回報。有很多很好的學習資源可供使用，而且官方文檔也很棒。如果你有興趣了解更多，建議從以下內容開始：

Kubernetes the hard way
Kubernetes the hard way on bare metal
Kubernetes the hard way on AWS

責任編輯：龐桂玉來源： Linux中國

Kubernetes 調度器