author:魏静崎
2025年7月20日
K8s学习

来源：学习b站薪享宏福Kubernetes课程

概念

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。
Sheduler 是作为单独的程序运行的，启动之后会一直监听 API Server，获取 PodSpec.NodeName 为空的 pod，对每个 pod 都会创建一个 binding，表明该 pod 应该放到哪个节点上

概念听起来是非常简单的，但有很多要考虑的问题：
公平：如何保证每个节点都能被分配资源
资源高效利用：集群所有资源最大化被使用
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
灵活：允许用户根据自己的需求控制调度的逻辑

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。

过程

调度分为几个部分：首先是过滤掉不满足条件的节点，这个过程称为 预选；然后对通过的节点按照优先级排序，这个是 优选；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

预选

PodFitsResources：节点上剩余的资源是否大于 pod 请求的资源
PodFitsHost：如果 pod 指定了 NodeName，检查节点名称是否和 NodeName 匹配
PodFitsHostPorts：节点上已经使用的 port 是否和 pod 申请的 port 冲突
PodSelectorMatches：过滤掉和 pod 指定的 label 不匹配的节点
NoDiskConflict：已经 mount 的 volume 和 pod 指定的 volume 不冲突，除非它们都是只读

优选

如果在 预选 过程中没有合适的节点，pod 会一直在 pending 状态，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 优选 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：
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
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
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

亲和性

一种调度的偏好特性

pod.spec.nodeAffinity 节点亲和性

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软性策略
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬性策略

pod.spec.podAffinity/podAntiAffinity Pod亲和性

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软性策略
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬性策略

容忍和污点

一种排斥的特性

概念

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。

组成

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：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上。
PreferNoSchedule：表示 k8s 将尽量避免将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上。
NoExecute：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上，同时会将 Node 上已经存在的 Pod 驱逐出去。 

容忍

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。

特殊类型

1、当不指定 value 时，表示容忍所有的污点 value；
2、当不指定 key 值时，表示容忍所有的污点 key；
3、当不指定 effect 值时，表示容忍所有的污点作用；
4、有多个 Master 存在时，防止资源浪费，可以如下设置；

固定节点调度

指定节点调度

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

指定节点标签调度

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，但是无法跳过污点。

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