kubernetes学习指南，蹲坑学kubernetes之9-3kube-scheduler原理详解
kubernetes学习指南，蹲坑学kubernetes之9-3kube-scheduler原理详解priority：优先级排序，选择优先级最高的节点 predicate：过滤不符合条件的节点二、kube-scheduler工作原理图2：kube-scheduler调度原理kube-scheduler调度分为两个阶段：predicate 和 priority
一、kube-scheduler的作用
kube-scheduler是一个调度器，负责调度Pod到集群内的Node节点上。监听kube-apiserver上Node和Pod变化情况。查询Node节点上未分配的Pod，根据调度策略为这些Pod分配Node节点。
图1:kube-scheduler调度过程
在调度过程中需要考虑：
- 公平调度
- 资源合理和高效利用
- 服务质量（QoS）
- 灵活性
- 可扩展性和高可用性
- 内部负载干扰
二、kube-scheduler工作原理
图2：kube-scheduler调度原理
kube-scheduler调度分为两个阶段：predicate 和 priority
predicate：过滤不符合条件的节点
priority：优先级排序，选择优先级最高的节点
1、predicates 策略：
PodFitsPorts：同 PodFitsHostPorts
PodFitsHostPorts：检查是否有 Host Ports 冲突
PodFitsResources：检查 Node 的资源是否充足
（包括允许的 Pod 数量、CPU、内存、GPU 个数以及其他的 OpaqueIntResources ）
HostName：检查 pod.Spec.NodeName 是否与候选节点一致
MatchNodeSelector：检查候选节点的 pod.Spec.NodeSelector 是否匹配
NoVolumeZoneConflict：检查 volume zone 是否冲突
MaxEBSVolumeCount：检查 AWS EBS Volume 数量是否过多（默认不超过 39）
MaxGCEPDVolumeCount：检查 GCE PD Volume 数量是否过多（默认不超过 16）
MaxAzureDiskVolumeCount：检查 Azure Disk Volume 数量是否过多（默认不超过 16）
MatchInterPodAffinity：检查是否匹配 Pod 的亲和性要求
NoDiskConflict：检查是否存在 Volume 冲突，仅限于 GCE PD、AWS EBS、Ceph RBD 以及 ISCSI
GeneralPredicates：分为 noncriticalPredicates 和 EssentialPredicates。
（ noncriticalPredicates 中包含 PodFitsResources）
（ EssentialPredicates 中包含 PodFitsHost，PodFitsHostPorts 和 PodSelectorMatches ）
PodToleratesNodeTaints：检查 Pod 是否容忍 Node Taints
CheckNodeMemoryPressure：检查 Pod 是否可以调度到 MemoryPressure 的节点上
CheckNodeDiskPressure：检查 Pod 是否可以调度到 DiskPressure 的节点上
NoVolumeNodeConflict：检查节点是否满足 Pod 所引用的 Volume 的条件
2、priorities 策略：
SelectorSpreadPriority：优先减少节点上属于同一个 Service 或 Replication Controller 的 Pod 数量
InterPodAffinityPriority：优先将 Pod 调度到相同的拓扑上（如同一个节点、Rack、Zone 等）
LeastRequestedPriority：优先调度到请求资源少的节点上
BalancedResourceAllocation：优先平衡各节点的资源使用
NodePreferAvoidPodsPriority：alpha.kubernetes.io/preferAvoidPods 字段判断 权重为 10000，避免其他优先级策略的影响
NodeAffinityPriority：优先调度到匹配 NodeAffinity 的节点上
TaintTolerationPriority：优先调度到匹配 TaintToleration 的节点上
ServiceSpreadingPriority：尽量将同一个 service 的 Pod 分布到不同节点上，已经被 SelectorSpreadPriority 替代 [默认未使用]
EqualPriority：将所有节点的优先级设置为 1[默认未使用]
ImageLocalityPriority：尽量将使用大镜像的容器调度到已经下拉了该镜像的节点上 [默认未使用]
MostRequestedPriority：尽量调度到已经使用过的 Node 上，特别适用于 cluster-autoscaler[默认未使用]
3、自定义策略
kube-scheduler还支持使用--policy-config-file指定一个调度策略文件来自定义调度策略，如下图所示：
图3：kube-scheduler调度策略
三、指定Node节点调度
有三种方式指定 Pod 只运行在指定的 Node 节点上
1、nodeSelector：只调度到匹配指定 label 的 Node 上
首先给 Node 打上标签：
kubectl label nodes k8s-node-1 disktype=ssd
然后在 daemonset 中指定 nodeSelector 为 disktype=ssd
2、nodeAffinity：功能更丰富的 Node 选择器，比如支持集合操作。
nodeAffinity 目前支持两种：requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 和 preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution，分别代表必须满足条件和优选条件。比如下面的例子代表调度到包含标签 kubernetes.io/e2e-az-name 并且值为 e2e-az1 或 e2e-az2 的 Node 上，并且优选还带有标签 another-node-label-key=another-node-label-value 的 Node。
3、podAffinity：调度到满足条件的 Pod 所在的 Node 上
podAffinity基于Pod的标签来选择Node，仅调度到满足条件Pod所在的Node上，支持podAffinity和podAntiAffinity。
三、设置污点（Taints）和容忍（tolerations）
Taints 和 tolerations 用于保证 Pod 不被调度到不合适的 Node 上，其中 Taint 应用于 Node 上，而 toleration 则应用于 Pod 上。目前支持的 taint 类型：
NoSchedule：新的Pod不调度到该Node 上，不影响正在运行的Pod
PreferNoSchedule：soft版的NoSchedule，尽量不调度到该 Node 上
NoExecute：新的Pod不调度到该 Node 上，并且删除（evict）已在运行的Pod。Pod可以增加一个时间（tolerationSeconds），
然而，当Pod的Tolerations匹配Node的所有Taints的时候可以调度到该Node上；当Pod是已经运行的时候，也不会被删除（evicted）。另外对于NoExecute，如果Pod增加了一个tolerationSeconds，则会在该时间之后才删除Pod。
例： node1上应用以下几个taint：
[root@k8s-master ~]# kubectl taint nodes k8s-master key1=value1:NoSchedule
[root@k8s-master ~]# kubectl taint nodes k8s-master key1=value1:NoExecute
[root@k8s-master ~]# kubectl taint nodes k8s-master key2=value2:NoSchedule
四、优先级调度与多调度器
1、优先级调度
从 v1.8 开始，kube-scheduler 支持定义 Pod 的优先级，从而保证高优先级的 Pod 优先调度。并从 v1.11 开始默认开启。在指定 Pod 的优先级之前需要先定义一个 PriorityClass。value为32位整数的优先级，值越大，优先级越高。
2、多调度器
如果默认的调度器不满足要求，还可以部署自定义的调度器。并且，在整个集群中还可以同时运行多个调度器实例，通过 podSpec.schedulerName 来选择使用哪一个调度器（默认使用内置的调度器）。
