Kubernetes 中容器调度的详解

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Kubernetes 是一个由 Google 开源的容器编排平台,用于管理容器化应用程序的部署、扩展和运行。其中容器调度是 Kubernetes 中非常重要的一部分,本文将详细介绍 Kubernetes 中的容器调度。

什么是容器调度

容器调度是将容器分配给主机的过程。在 Kubernetes 中,容器调度是由 Kubernetes 调度器(kube-scheduler)负责的。kube-scheduler 会根据一系列的规则,将容器调度到合适的节点上。

Kubernetes 中的调度器

Kubernetes 中的调度器有两种:kube-scheduler 和 kube-controller-manager 中的 replication-controller。其中,kube-scheduler 负责 Pod 的调度,而 replication-controller 负责 ReplicaSet、Deployment、StatefulSet 等资源的调度。

kube-scheduler

kube-scheduler 是 Kubernetes 的一个组件,它负责将 Pod 分配到集群中的节点上。kube-scheduler 的调度过程包括以下步骤:

  1. 通过 API Server 监听新建的 Pod,获取 Pod 的信息。
  2. 根据 Pod 的标签选择合适的节点。
  3. 根据节点的负载情况、资源限制等条件判断是否可以将 Pod 调度到该节点上。
  4. 如果该节点符合条件,则将 Pod 调度到该节点上。

replication-controller

replication-controller 负责 ReplicaSet、Deployment、StatefulSet 等资源的调度。它会根据当前的副本数和期望的副本数,计算需要创建的 Pod 数量,并将这些 Pod 分配到合适的节点上。

Kubernetes 中的调度规则

Kubernetes 中的调度规则包括节点选择器、亲和性和反亲和性、资源限制等。

节点选择器

节点选择器是一组键值对,用于标识节点的标签。kube-scheduler 会根据这些标签选择合适的节点。例如,下面的 Pod 定义了节点选择器:

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这个 Pod 的节点选择器是 disktype=ssd,kube-scheduler 会选择标签中包含 disktype=ssd 的节点。

亲和性和反亲和性

亲和性和反亲和性是用于控制 Pod 和节点之间的关系。亲和性指定了 Pod 应该调度到哪些节点上,反亲和性指定了 Pod 不应该调度到哪些节点上。亲和性和反亲和性可以基于节点标签或 Pod 标签进行定义。

亲和性和反亲和性可以分为硬性和软性。硬性亲和性和反亲和性是必须满足的条件,否则 Pod 无法调度;软性亲和性和反亲和性是可选条件,如果无法满足也可以调度 Pod。

下面是一个使用亲和性和反亲和性的 Pod 示例:

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这个 Pod 的亲和性和反亲和性规则如下:

  • 硬性亲和性:Pod 必须调度到标签中包含 disktype=ssd 的节点上。
  • 硬性反亲和性:Pod 不应该调度到同一节点上已经存在标签 app=nginx 的 Pod 上。

资源限制

资源限制用于控制 Pod 的资源使用情况。Kubernetes 中支持对 CPU、内存、存储等资源进行限制。

下面是一个使用资源限制的 Pod 示例:

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这个 Pod 对 CPU 和内存分别设置了限制和请求。限制表示 Pod 最多可以使用的资源,请求表示 Pod 最少需要使用的资源。

Kubernetes 中的调度器扩展

Kubernetes 中的调度器可以通过扩展调度器接口来实现自定义的调度器。扩展调度器接口包括:

  • Scheduler 接口:调度器接口,定义了调度器的基本功能。
  • Algorithm 接口:调度算法接口,定义了调度算法的基本功能。
  • Predicate 接口:调度器谓词接口,定义了调度器谓词的基本功能。

下面是一个自定义调度器的示例:

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结论

Kubernetes 中的容器调度是 Kubernetes 的重要组件之一,它负责将容器调度到合适的节点上。Kubernetes 中的调度规则包括节点选择器、亲和性和反亲和性、资源限制等。此外,Kubernetes 中的调度器可以通过扩展调度器接口来实现自定义的调度器。

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