kubernetes默认调度器策略详解

admin管理员组

文章数量:1443657

kubernetes默认调度器策略详解

详细了解调度框架（Scheduler Framework）的调度过程。个人观点，请多多指教。

一. 调度框架的核心组件

首先了解调度阶段会经过的组件，主要包括以下组件：

1. QueueSort
   • 负责对调度队列中的 Pod 进行排序，影响调度器选择 Pod 的顺序。默认情况下，Kubernetes 使用基于Pod 优先级（Priority）的排序策略。
2. PreFilter
   • 在正式调度（Filter/Score）之前执行一些前置检查或计算，以确保 Pod 满足基本的调度条件，并为后续阶段提供必要的数据。
3. Filter
   • 用于替代旧版本中的 Predicates，负责筛选出符合 Pod 调度要求的节点。它的作用是在 PreFilter 之后、Score 之前，对候选节点进行硬性条件检查，排除不满足要求的节点。
4. PostFilter
   • 用于 处理 Pod 无法被调度的情况（即所有节点在 Filter 阶段被排除）。它的核心作用是提供回退机制或补救措施，而不是直接选择节点。
5. Score
   • 用于 替代旧版本中的 Priorities，负责对通过 Filter 阶段的节点进行评分和排序。它的核心作用是为每个节点计算一个分数（通常为 0-100），调度器最终选择分数最高的节点运行 Pod。
6. Reserve
   • 用于 在调度成功但尚未绑定（Bind）前，临时预留节点资源，避免其他 Pod 竞争同一资源。它的核心作用是确保资源分配的原子性，防止并发调度导致的冲突。
7. Permit
   • Kubernetes 默认未提供内置 Permit 插件
   • 它允许在 Pod 绑定（Bind）前暂停调度流程，等待外部系统或自定义逻辑的批准。这种机制常用于实现复杂的准入控制、资源协调或人工审核流程。
8. PreBind
   • 在 Pod 绑定到节点之前（Bind 阶段之前）执行最后的准备工作。这个阶段适合执行那些需要在持久化绑定前完成的逻辑，例如存储卷数据预处理或日志记录等操作。
9. Bind
   • 调度流程的最终步骤，负责将 Pod 持久化绑定到选定的节点。这是调度过程中唯一真正修改集群状态的阶段，通过 Kubernetes API Server 将 Pod 与节点的关联关系写入 etcd。
10. PostBind
    • 用于在 Pod 成功绑定到节点后执行后置操作。通常用于通知外部系统、触发资源清理或记录审计日志等场景。

二. 旧版调度器（基于 Predicates/Priorities）

2.1 Predicates（过滤阶段）

四种默认过滤规则

局限性

• 硬编码逻辑：规则内置在调度器代码中，扩展需修改核心代码。
• 单一执行流：所有 Predicates 顺序执行，性能受限。
• 扩展困难：无法动态插入自定义逻辑。

2.2 Priorities（评分阶段）

Priorities 负责对通过 Predicates 的节点进行评分（0-10 分），最终选择分数最高的节点。

默认 Priorities 策略

局限性

• 固定权重：每个策略的权重需静态配置（如 BalancedResourceAllocation 权重默认为 1）。
• 计算耦合：评分逻辑无法动态扩展，新增策略需修改核心代码。
• 性能瓶颈：所有 Priorities 顺序执行，节点数量多时延迟高。

三. 调度框架（Scheduler Framework）的改进

完全重构为插件化模型

3.1 Predicates → Filter 插件

旧版 Predicates 被拆分为独立的 Filter 插件，支持并行执行：

优势：

• 插件可动态启用/禁用。
• 过滤阶段支持并发执行（旧版是顺序执行）。

3.2 Priorities → Score 插件

旧版 Priorities 被替换为 Score 插件，支持多维度加权评分：

优势：

• 灵活权重：每个插件的分数可配置权重。
• 并行评分：插件并发执行，提升性能。
• 自定义扩展：无需修改核心代码即可添加评分策略。

四. 其他扩展点

QueueSort

Kubernetes 默认的 QueueSort 插件是 PrioritySort，其排序逻辑如下：

1. 比较 Pod 优先级：
   • 如果 PodA.Priority > PodB.Priority，则 PodA 排在前面。
2. 如果优先级相同：
   • 比较 Pod.CreationTimestamp，更早创建的 Pod 排在前面。
3. 如果创建时间相同：
   • 按 Pod.Namespace/Pod.Name 的字典序排序（最终确定性排序）。

PreFilter

Kubernetes 内置了一些 PreFilter 插件：

PostFilter

Kubernetes 默认实现了以下 PostFilter 插件：

Reserve

Kubernetes 默认实现了以下 Reserve 插件：

Permit

Kubernetes 默认未提供内置 Permit 插件

PreBind

Kubernetes 默认实现了以下 PreBind 插件：

Bind

Kubernetes 默认使用以下 Bind 插件：

PostBind

Kubernetes 默认未提供内置 PostBind 插件

本文标签： kubernetes默认调度器策略详解