一、简介
Scheduler 是 kubernetes 的调度器，主要的任务是把定义的 pod 分配到集群的节点上。听起来非常简单，但有很多要考虑的问题：
① 公平：如何保证每个节点都能被分配资源
② 资源高效利用：集群所有资源最大化被使用
③ 效率：调度的性能要好，能够尽快地对大批量的 pod 完成调度工作
④ 灵活：允许用户根据自己的需求控制调度的逻辑
Scheduler 是作为单独的程序运行的，启动之后会一直坚挺 API Server，获取PodSpec.NodeName为空的 pod，对每个 pod 都会创建一个 binding（必须遵守的），表明该 pod 应该放到哪个节点上
二、调度过程
调度分为几个部分：
1) 首先是过滤掉不满足条件的节点，这个过程称为predicate（预选）；
2) 然后对通过的节点按照优先级排序，这个是priority（优选）；
3) 最后从中选择优先级最高的节点。
如果中间任何一步骤有错误，就直接返回错误（先预选，后优选）
Predicate（预选）有一系列的算法可以使用：
① PodFitsResources：节点上剩余的资源是否大于 pod 请求的资源
② PodFitsHost：如果 pod 指定了 NodeName，检查节点名称是否和 NodeName 匹配
③ PodFitsHostPorts：节点上已经使用的 port 是否和 pod 申请的 port 冲突
④ PodSelectorMatches：过滤掉和 pod 指定的 label 不匹配的节点
⑤ NoDiskConflict：已经 mount 的 volume 和 pod 指定的 volume 不冲突，除非它们都是只读
如果在 predicate 过程中没有合适的节点，pod 会一直在pending状态（pending：等待），不断重试调度，直到有节点满足条件。经过这个步骤，如果有多个节点满足条件，就继续 priorities 过程：按照优先级大小对节点排序
优先级由一系列键值对组成，键是该优先级项的名称，值是它的权重（该项的重要性）。这些优先级选项包括：
l LeastRequestedPriority：通过计算 CPU 和 Memory 的使用率来决定权重，使用率越低权重越高。换句话说，这个优先级指标倾向于资源使用比例更低的节点
l BalancedResourceAllocation：节点上 CPU 和 Memory 使用率越接近，权重越高。这个应该和上面的一起使用，不应该单独使用
l ImageLocalityPriority：倾向于已经有要使用镜像的节点，镜像总大小值越大，权重越高
通过算法对所有的优先级项目和权重进行计算，得出最终的结果
三、自定义调度器
除了 kubernetes 自带的调度器，你也可以编写自己的调度器。通过spec:schedulername参数指定调度器的名字，可以为 pod 选择某个调度器进行调度。比如下面的 pod 选择my-scheduler进行调度，而不是默认的default-scheduler：
|
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: annotation-second-scheduler labels: name: multischeduler-example spec: schedulername: my-scheduler containers: - name: pod-with-second-annotation-container image: gcr.io/google_containers/pause:2.0 |
|
四、节点亲和性（pod与node的亲和性）
|
pod.spec.nodeAffinity preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（优先执行计划）：软策略 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（要求执行计划）：硬策略 preferred：首选，较喜欢 required：需要，必修 |
|
|
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution #节点硬策略。排除node02，只能在node01上运行 apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: affinity labels: app: node-affinity-pod spec: containers: - name: with-node-affinity image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1 affinity: #亲和性 nodeAffinity: #node亲和性 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: nodeSelectorTerms: - matchExpressions: - key: kubernetes.io/hostname operator: NotIn #键值运算关系 ，NotIn:label的值不在某个列表中 values: - k8s-node02 |
Terms：条件 matchExpressions：匹配表达式 operator：操作人员 |
|
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution #r软策略 apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: affinity labels: app: node-affinity-pod spec: containers: - name: with-node-affinity image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1 affinity: nodeAffinity: preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - weight: 1 #权重，权重越大越亲和(多个软策略的情况) preference: matchExpressions: - key: source operator: In values: - qikqiak
查看：kubectl get node --show-labels |
|
|
合体
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: affinity labels: app: node-affinity-pod spec: containers: - name: with-node-affinity image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1 affinity: nodeAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: nodeSelectorTerms: - matchExpressions: - key: kubernetes.io/hostname operator: NotIn values: - k8s-node02 preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - weight: 1 preference: matchExpressions: - key: source operator: In values: - qikqiak |
|
键值运算关系
① In：label 的值在某个列表中
② NotIn：label 的值不在某个列表中
③ Gt：label 的值大于某个值
④ Lt：label 的值小于某个值
⑤ Exists：某个 label 存在
⑥ DoesNotExist：某个 label 不存在
五、Pod 亲和性（pod与pod之间的亲和性）
|
pod.spec.affinity.podAffinity/podAntiAffinity l preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软策略 l requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬策略 |
|
|
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-3 labels: app: pod-3 spec: containers: - name: pod-3 image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1 affinity: podAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - labelSelector: matchExpressions: - key: app operator: In values: - pod-1 topologyKey: kubernetes.io/hostname podAntiAffinity: preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - weight: 1 podAffinityTerm: labelSelector: matchExpressions: - key: app operator: In values: - pod-2 topologyKey: kubernetes.io/hostname |
|
|
亲和性/反亲和性调度策略比较如下： |
|
六、Taint 和 Toleration
节点亲和性，是pod的一种属性（偏好或硬性要求），它使pod被吸引到一类特定的节点。Taint 则相反，它使节点能够排斥一类特定的 pod
Taint 和 toleration 相互配合，可以用来避免 pod 被分配到不合适的节点上。每个节点上都可以应用一个或多个taint ，这表示对于那些不能容忍这些 taint 的 pod，是不会被该节点接受的。如果将 toleration 应用于 pod上，则表示这些 pod 可以（但不要求）被调度到具有匹配 taint 的节点上
污点(Taint)
I、污点 ( Taint ) 的组成
使用kubectl taint命令可以给某个 Node 节点设置污点，Node 被设置上污点之后就和 Pod 之间存在了一种相斥的关系，可以让 Node 拒绝 Pod 的调度执行，甚至将 Node 已经存在的 Pod 驱逐出去每个污点的组成如下：
|
key=value:effect |
每个污点有一个 key 和 value 作为污点的标签，其中 value 可以为空，effect 描述污点的作用。当前 taint effect 支持如下三个选项：
NoSchedule:K8Snode添加这个effecf类型污点，新的不能容忍的pod不能再调度过来，但是老的运行在node上不受影响
NoExecute：K8Snode添加这个effecf类型污点，新的不能容忍的pod不能调度过来，老的pod也会被驱逐
PreferNoSchedule：pod会尝试将pod分配到该节点
Ⅱ、污点的设置、查看和去除
|
#查看节点污点 kubectl describe node node-name
# 设置污点 kubectl taint nodes node1 key1=value1:NoSchedule # 节点说明中，查找 Taints 字段 kubectl describe pod pod-name # 去除污点 kubectl taint nodes node1 key1=value1:NoSchedule- |
|
pod设置容忍一个污点 |
七、容忍(Tolerations)
设置了污点的 Node 将根据 taint 的 effect：NoSchedule、PreferNoSchedule、NoExecute 和 Pod 之间产生互斥的关系，Pod 将在一定程度上不会被调度到 Node 上。但我们可以在 Pod 上设置容忍 ( Toleration ) ，意思是设置了容忍的 Pod 将可以容忍污点的存在，可以被调度到存在污点的 Node 上
|
pod.spec.tolerations
tolerations: - key: "key1" operator: "Equal" value: "value1" effect: "NoSchedule" tolerationSeconds: 3600 - key: "key1" operator: "Equal" value: "value1" effect: "NoExecute" - key: "key2" operator: "Exists" effect: "NoSchedule" |
|
|
l 其中 key, vaule, effect 要与 Node 上设置的 taint 保持一致 l operator 的值为 Exists 将会忽略 value 值 l tolerationSeconds 用于描述当 Pod 需要被驱逐时可以在 Pod 上继续保留运行的时间 |
|
Ⅰ、当不指定 key 值时，表示容忍所有的污点 key：
|
tolerations: - operator: "Exists" |
II、当不指定 effect 值时，表示容忍所有的污点作用
|
tolerations: - key: "key" operator: "Exists" |
III、有多个 Master 存在时，防止资源浪费，可以如下设置
|
kubectl taint nodes Node-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule |
配置节点故障后Pod重新调度的时间
例如下面的配置文件，对于notReady和unreachable状态的节点，其上的Pod等待300秒，如果仍未恢复，则会停止执行。
八、指定调度节点
一、Pod.spec.nodeName 将 Pod 直接调度到指定的 Node 节点上，会跳过 Scheduler 的调度策略，该匹配规则是强制匹配
|
apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: myweb spec: replicas: 7 template: metadata: labels: app: myweb spec: nodeName: k8s-node01 containers: - name: myweb image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1 ports: - containerPort: 80 |
|
二、Pod.spec.nodeSelector：通过 kubernetes 的 label-selector 机制选择节点，由调度器调度策略匹配 label，而后调度 Pod 到目标节点，该匹配规则属于强制约束
|
apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: myweb spec: replicas: 2 template: metadata: labels: app: myweb spec: nodeSelector: type: backEndNode1 containers: - name: myweb image: harbor/tomcat:8.5-jre8 ports: - containerPort: 80 |
|
链接：
https://www.cnblogs.com/cocowool/p/taints_and_tolerations.html
https://www.bilibili.com/video/av66617940/?p=58
NoExecute：K8Snode添加这个effecf类型污点，新的不能容忍的pod不能调度过来，老的pod也会被驱逐