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Kubernetes 调度器是如何工作的

作者: Mike Calizo 译者: LCTT MZZZ

| 2021-02-26 12:35      

了解 Kubernetes 调度器是如何发现新的吊舱并将其分配到节点。

Kubernetes 已经成为容器和容器化工作负载的标准编排引擎。它提供一个跨公有云和私有云环境的通用和开源的抽象层。

对于那些已经熟悉 Kuberbetes 及其组件的人,他们的讨论通常围绕着如何尽量发挥 Kuberbetes 的功能。但当你刚刚开始学习 Kubernetes 时,尝试在生产环境中使用前,明智的做法是从一些关于 Kubernetes 相关组件(包括 Kubernetes 调度器) 开始学习,如下抽象视图中所示:

Kubernetes 也分为控制平面和工作节点:

  1. 控制平面: 也称为主控,负责对集群做出全局决策,以及检测和响应集群事件。控制平面组件包括:
  • etcd
  • kube-apiserver
  • kube-controller-manager
  • 调度器
  1. 工作节点: 也称节点,这些节点是工作负载所在的位置。它始终和主控联系,以获取工作负载运行所需的信息,并与集群外部进行通讯和连接。工作节点组件包括:
  • kubelet
  • kube-proxy
  • CRI

我希望这个背景信息可以帮助你理解 Kubernetes 组件是如何关联在一起的。

Kubernetes 调度器是如何工作的

Kubernetes 吊舱pod 由一个或多个容器组成组成,共享存储和网络资源。Kubernetes 调度器的任务是确保每个吊舱分配到一个节点上运行。

(LCTT 译注:容器技术领域大量使用了航海比喻,pod 一词,意为“豆荚”,在航海领域指“吊舱” —— 均指盛装多个物品的容器。常不翻译,考虑前后文,可译做“吊舱”。)

在更高层面下,Kubernetes 调度器的工作方式是这样的:

  1. 每个需要被调度的吊舱都需要加入到队列
  2. 新的吊舱被创建后,它们也会加入到队列
  3. 调度器持续地从队列中取出吊舱并对其进行调度

调度器源码scheduler.go)很大,约 9000 行,且相当复杂,但解决了重要问题:

等待/监视吊舱创建的代码

监视吊舱创建的代码始于 scheduler.go 的 8970 行,它持续等待新的吊舱:

// 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)

负责对吊舱进行排队的代码

负责对吊舱进行排队的功能是:

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

负责对吊舱进行排队的代码始于 scheduler.go 的 7360 行。当事件处理程序触发,表明新的吊舱显示可用时,这段代码将新的吊舱加入队列中:

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
                }
        }
}

处理错误代码

在吊舱调度中不可避免会遇到调度错误。以下代码是处理调度程序错误的方法。它监听 podInformer 然后抛出一个错误,提示此吊舱尚未调度并被终止:

// 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
                                }
                        },

换句话说,Kubernetes 调度器负责如下:

  • 将新创建的吊舱调度至具有足够空间的节点上,以满足吊舱的资源需求。
  • 监听 kube-apiserver 和控制器是否创建新的吊舱,然后调度它至集群内一个可用的节点。
  • 监听未调度的吊舱,并使用 /binding 子资源 API 将吊舱绑定至节点。

例如,假设正在部署一个需要 1 GB 内存和双核 CPU 的应用。因此创建应用吊舱的节点上需有足够资源可用,然后调度器会持续运行监听是否有吊舱需要调度。

了解更多

要使 Kubernetes 集群工作,你需要使以上所有组件一起同步运行。调度器有一段复杂的的代码,但 Kubernetes 是一个很棒的软件,目前它仍是我们在讨论或采用云原生应用程序时的首选。

学习 Kubernetes 需要精力和时间,但是将其作为你的专业技能之一能为你的职业生涯带来优势和回报。有很多很好的学习资源可供使用,而且 官方文档 也很棒。如果你有兴趣了解更多,建议从以下内容开始:

你喜欢的 Kubernetes 学习方法是什么?请在评论中分享吧。


via: https://opensource.com/article/20/11/kubernetes-scheduler

作者:Mike Calizo 选题:lujun9972 译者:MZqk 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出



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