k8s的集群调度
scheduler：负责调度资源。把pod调度到node节点。通过算法调度。分为预算策略和优先策略
List-watch
在k8s集群当中通过List-watch的机制进行每个组件的协作。保持数据同步。可以实现每个组件之间的解耦。
通过kubectl来配置文件统一向集群内部的apiserver来发送命令。通过apiserver把命令发送到各个组件。
1、 kubectl run nginx --image=nginx:1.22 >
2、 由apiserver调度到各个组件 >
3、 controller-manger负责创建pod控制器 >
4、 scheduler调度资源 >
5、 kubelet来管理节点 >
创建成功后，通过kubectl get pod/kubectl describe pod nginx
这些信息都保存在etcd数据库当中。List-watch会在每一步把监听的消息(监听APIserver:6443)
controller-manger、scheduler、kubelet、etcd都会监听apiserver:6443端口
List-watch工作流程图：
工作流程：
-
kubectl创建pod和副本数传递给apiserver
-
创建replicas指定pod的策略保存在etcd数据库中存储配置信息。
-
etcd会将创建replicas的事件发送给apiserver
-
apiserver发送创建指令开始调用controller-manger
-
controller-manger收到指令开始创建pod再将信息发送给apiserver
-
apiserver收到创建pod的信息并将信息保存在etcd中
-
etcd把发送创建pod的信息再发送给apiserver
-
apiserver把创建pod的指令发送给scheduler
-
scheduler开始选择往哪个node节点上创建pod并更新pod的node节点信息。发送给apiserver
-
apiserver把pod的更新信息保存到etcd中
-
etcd告诉apiserver 已经确定节点信息。需要调用节点上的kubelet
-
apiserver传递消息开始调用kubelet创建pod和容器
-
kubelet将确定完毕的信息和节点信息，发送给apiserver。
-
apiserver将最终保存容器、副本、节点信息保存到etcd数据库中。
list-watch就是各个组件都会监听apiserver的6443端口
调度的过程和策略
scheduler是k8s集群的调度器。他的意义就是把pod分配到集群的节点。
他有以下几个问题
1、 公平：每个节点都能够分配资源。公平的分配资源。
2、 资源高效利用：集群当中的资源可以被最大化使用。
3、 效率：调度的性能要好。能够尽快的完成大批量pod的调度工作
4、 灵活：允许用户根据自身需求。控制调整调度的逻辑。例如：扩缩容
scheduler是一个单独运行的容器。只要启动之后就会一直监听apiserver。他会获取报文的字段：spec模块中的nodeName字段。
在创建pod时候，他会为每个pod创建一个binding
binding：表示该往哪个节点上部署。
scheduler拥有两个策略。预算策略和优选策略。
在创建pod到节点时，有两个策略。会执行预算策略。在执行优先策略。这两步的操作都必须成功。否则立刻返回报错。
也就是说部署的node必须要同时满足这两个策略
预算策略
预算策略/predicate：使用自带一些算法来选择node节点。是scheduler自带的算法策略。不需要人工干预。
1、 podfitsresources：pod适应资源。检查节点上的剩余资源是否满足pod请求的资源。主要是cpu和内存。
2、 podfitshost：pod适应主机。如果pod指定了node的名称。那么这个算法可以用于检测主机名是否存在。
如果存在要和pod指定的名称匹配。这样才能调度过去。
3、 podselectormatches：pod选择器匹配。创建pod的时候可以根据node节点的标签进行匹配。用于查找指定的node节点上标签是否存在。存在的标签是否匹配。
4、 nodiskconflict：无磁盘冲突。确保已挂载的卷于pod的卷不发生冲突。除非目录是只读才会覆盖。
只有这四个条件满足了才会进入优先策略。如果预算策略都不满足。pod将书中处于pending状态。pod将不断重试调度。直到右节点满足条件为止。
经过预算策略。上述三个节点条件都满足
优先策略
1、 leastrequestedpriority：最低请求优先级，通过算法计算节点上的cpu和内存使用率。确定节点的权重。
使用率越低的节点相应的权重就越高。调到时会更倾向于使用率低的节点。实现资源合理的利用。
2、 balanceresourceallocation：平衡资源分配。考虑cpu和内存的使用率。给节点赋予权重。这里权重计算的是cpu和内存使用率越接近。权重越高。例如：
node1：cpu和内存的使用率 20:60
node2：cpu和内存的使用率 50:50
node2在被调度时会被优先
通常和leastrequestedpriority最低请求优先级一起使用。
3、 imagelocalitypriority：节点上是否已经有了要部署的镜像。镜像的总数成正比。满足的镜像数越高，权重越好。例如：
nginx:1.22
node1：无
node2：有
那么node2在调度时会被优先
以上这些策略都是scheduler自带的算法。
通过预算选择出可以部署的节点。再通过优先选择出来最好的节点。以上都是自带的算法。k8s集群自己来选择。
指定节点以及指定标签
指定节点
在spec参数设置当中加入nodeName字段
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
nodeName: node2
如果指定了节点。在参数中设置了nodeName指定节点名称。他将跳过scheduler的调度策略。
这个规则是强制匹配
指定标签
在spec参数设置当中加入nodeSelector字段
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
nodeSelector:
test1: a
#声明指定标签选择node节点
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx指定节点标签部署pod，要经过scheduler的算法。如果节点不满足条件pod会进入pending状态。直到节点满足条件位置
标签创建和删除
kubectl get nodes --show-labels
#查看node的标签
kubectl label nodes 节点名 标签名
#给node节点创建标签。
kubectl label nodes 节点名 标签名-
#删除标签
kubectl label nodes 节点名 标签名 --overwrite
#覆盖标签亲和性
节点亲和性、pod亲和性以及他们的硬策略和软策略
node节点的亲和性
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软策略
选择node节点时，声明了我最好能部署在node01。软策略会尽量满足这个条件。不一定会完全部署在node01节点上。
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬策略
选择ndoe时。声明了部署在node01。是硬策略，必须满足硬策略的条件。必须部署在node01。强制性要求。
pod的亲和性
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软策略
要求调度器将pod调度到其他pod的亲和性匹配的节点上。可以是，也可也不是。软策略会尽量满足这个条件。
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬策略
要求调度器将pod调度到其他pod的亲和性匹配的节点上。必须是。软策略必须满足这个条件。
键值的运算关系
都是根据标签来选择亲和性。
node节点的亲和性
In
In：在。选择的标签值。在node节点上存在
硬策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
#开始选择亲和性部署方式
nodeAffinity:
#选择node节点的亲和性
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
#选择亲和性的策略。nodeSelectorTerms表示需要选择哪个node作为硬策略
#表示需要匹配节点的标签。
- matchExpressions:
#定义一个符合我要选择的node节点的信息
- key: test3
operator: In
#指定键值对的算法
##如果使用In那么后面一定要加values
values:
- c
#指定标签名是test3。对应的值是C
软策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
#开始选择亲和性部署方式
nodeAffinity:
#选择node节点的亲和性
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: test2
operator: In
#指定键值对的算法
##如果使用In那么后面一定要加values
values:
- b
#指定标签名是test2。对应的值是b
Notin
Notin：不在。选择label的值不再node节点上
硬策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
#开始选择亲和性部署方式
nodeAffinity:
#选择node节点的亲和性
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
#选择亲和性的策略。nodeSelectorTerms表示需要选择哪个node作为硬策略
##表示需要匹配节点的标签。
- matchExpressions:
#定义一个符合我要选择的node节点的信息
- key: test3
operator: NotIn
#指定键值对的算法
values:
- c
#指定标签名是test3。表示不能部署在test3和标签为C的节点上
软策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
#开始选择亲和性部署方式
nodeAffinity:
#选择node节点的亲和性
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: test3
operator: NotIn
#指定键值对的算法
##如果使用In那么后面一定要加values
values:
- c
#指定标签名是test2。对应的值是b 
Gt
Gt：大于。大于选择的标签值。只能比较整数值。亲和数值由标签值的大小判断
硬策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: memory
operator: Gt
values:
- "500"
软策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: memory
operator: Gt
values:
- "500"
Lt
Lt：小于。小于选择的标签值。只能比较整数值。亲和数值由标签值的大小判断
硬策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: memory
operator: Lt
values:
- "500"软策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: memory
operator: Lt
values:
- "500"Exists
Exists：存在。选择标签对象。值不考虑
硬策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
#开始选择亲和性部署方式
nodeAffinity:
#选择node节点的亲和性
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
#选择亲和性的策略。nodeSelectorTerms表示需要选择哪个node作为硬策略
##表示需要匹配节点的标签。
- matchExpressions:
- key: memory
operator: Exists
#指定键值对的算法
##使用Exists或者DoesNotExist时候不能使用values字段。否则会报错
软策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: memory
operator: Exists
DoesNotExist
DoesNotExist：选择不具有指定标签的对象。值不考虑
硬策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: memory
operator: DoesNotExist
软策略举例：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: memory
operator: DoesNotExist
多个策略同在一个yaml文件中
两个软策略举例：
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: memory
operator: In
values:
- "1000"
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 2
preference:
matchExpressions:
- key: memory
operator: In
values:
- "500"
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx2
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.22
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: memory
operator: Gt
values:
- "500"
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: memory
operator: In
values:
- "600"
如果有硬策略需要先满足硬策略条件，再满足软策略。
如果硬策略无法满足则不会执行软策略。
一般在一个文件中指定1个策略。有需求指定硬策略即可。