配置多个调度器

Kubernetes 附带一个默认调度器,该调度器在此处进行了描述。如果默认调度器不符合你的需求,你可以实现自己的调度器。此外,你甚至可以与默认调度器同时运行多个调度器,并指示 Kubernetes 为每个 Pod 使用哪个调度器。让我们通过一个示例来学习如何在 Kubernetes 中运行多个调度器。

如何实现调度器的详细描述超出了本文档的范围。请参考 Kubernetes 源代码目录中 pkg/scheduler 中的 kube-scheduler 实现,以获得规范示例。

开始之前

你需要有一个 Kubernetes 集群,并且必须配置 kubectl 命令行工具以与你的集群通信。建议在至少有两个不充当控制平面主机的节点的集群上运行本教程。如果你还没有集群,你可以使用 minikube 创建一个集群,或者你可以使用以下 Kubernetes 游乐场之一

要检查版本,请输入 kubectl version

打包调度器

将你的调度器二进制文件打包到容器镜像中。对于本示例,你可以使用默认调度器(kube-scheduler)作为你的第二个调度器。从 GitHub 克隆 Kubernetes 源代码并构建源代码。

git clone https://github.com/kubernetes/kubernetes.git
cd kubernetes
make

创建一个包含 kube-scheduler 二进制文件的容器镜像。以下是构建镜像的 Dockerfile

FROM busybox
ADD ./_output/local/bin/linux/amd64/kube-scheduler /usr/local/bin/kube-scheduler

将该文件另存为 Dockerfile,构建镜像并将其推送到注册表。此示例将镜像推送到 Google Container Registry (GCR)。有关更多详细信息,请阅读 GCR 文档。或者,你也可以使用 docker hub。有关更多详细信息,请参阅 docker hub 文档

docker build -t gcr.io/my-gcp-project/my-kube-scheduler:1.0 .     # The image name and the repository
gcloud docker -- push gcr.io/my-gcp-project/my-kube-scheduler:1.0 # used in here is just an example

为调度器定义 Kubernetes Deployment

现在你已经有了容器镜像中的调度器,请为其创建一个 Pod 配置并在 Kubernetes 集群中运行它。但是,不要直接在集群中创建 Pod,而是可以使用 Deployment 作为此示例。 Deployment 管理一个 Replica Set,后者又管理 Pod,从而使调度器能够应对故障。以下是 Deployment 配置。将其另存为 my-scheduler.yaml

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: my-scheduler
  namespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: my-scheduler-as-kube-scheduler
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: my-scheduler
  namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: system:kube-scheduler
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: my-scheduler-as-volume-scheduler
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: my-scheduler
  namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: system:volume-scheduler
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: my-scheduler-extension-apiserver-authentication-reader
  namespace: kube-system
roleRef:
  kind: Role
  name: extension-apiserver-authentication-reader
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: my-scheduler
  namespace: kube-system
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: my-scheduler-config
  namespace: kube-system
data:
  my-scheduler-config.yaml: |
    apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1beta2
    kind: KubeSchedulerConfiguration
    profiles:
      - schedulerName: my-scheduler
    leaderElection:
      leaderElect: false    
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    component: scheduler
    tier: control-plane
  name: my-scheduler
  namespace: kube-system
spec:
  selector:
    matchLabels:
      component: scheduler
      tier: control-plane
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        component: scheduler
        tier: control-plane
        version: second
    spec:
      serviceAccountName: my-scheduler
      containers:
      - command:
        - /usr/local/bin/kube-scheduler
        - --config=/etc/kubernetes/my-scheduler/my-scheduler-config.yaml
        image: gcr.io/my-gcp-project/my-kube-scheduler:1.0
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 10259
            scheme: HTTPS
          initialDelaySeconds: 15
        name: kube-second-scheduler
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 10259
            scheme: HTTPS
        resources:
          requests:
            cpu: '0.1'
        securityContext:
          privileged: false
        volumeMounts:
          - name: config-volume
            mountPath: /etc/kubernetes/my-scheduler
      hostNetwork: false
      hostPID: false
      volumes:
        - name: config-volume
          configMap:
            name: my-scheduler-config

在上面的清单中,你使用 KubeSchedulerConfiguration 自定义你的调度器实现的行为。此配置已在使用 --config 选项初始化期间传递给 kube-schedulermy-scheduler-config ConfigMap 存储配置文件。my-scheduler Deployment 的 Pod 将 my-scheduler-config ConfigMap 作为卷挂载。

在上述调度器配置中,你的调度器实现通过 KubeSchedulerProfile 表示。

另外,请注意,你创建了一个专用的服务帐户 my-scheduler,并将 ClusterRole system:kube-scheduler 绑定到它,以便它可以获得与 kube-scheduler 相同的权限。

有关其他命令行参数的详细描述,请参阅 kube-scheduler 文档,有关其他可自定义的 kube-scheduler 配置的详细描述,请参阅调度器配置参考

在集群中运行第二个调度器

为了在 Kubernetes 集群中运行你的调度器,请在 Kubernetes 集群中创建上述配置中指定的 Deployment

kubectl create -f my-scheduler.yaml

验证调度器 Pod 是否正在运行

kubectl get pods --namespace=kube-system
NAME                                           READY     STATUS    RESTARTS   AGE
....
my-scheduler-lnf4s-4744f                       1/1       Running   0          2m
...

除了此列表中的默认 kube-scheduler Pod 之外,你还应该看到一个“正在运行”的 my-scheduler Pod。

启用领导者选举

要启用领导者选举来运行多调度器,你必须执行以下操作

在 YAML 文件中,更新 my-scheduler-config ConfigMap 中 KubeSchedulerConfiguration 的以下字段

  • leaderElection.leaderElecttrue
  • leaderElection.resourceNamespace<lock-object-namespace>
  • leaderElection.resourceName<lock-object-name>

如果你的集群上启用了 RBAC,你必须更新 system:kube-scheduler 集群角色。将你的调度器名称添加到应用于 endpointsleases 资源的规则的 resourceNames,如以下示例所示

kubectl edit clusterrole system:kube-scheduler
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
  labels:
    kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
  name: system:kube-scheduler
rules:
  - apiGroups:
      - coordination.k8s.io
    resources:
      - leases
    verbs:
      - create
  - apiGroups:
      - coordination.k8s.io
    resourceNames:
      - kube-scheduler
      - my-scheduler
    resources:
      - leases
    verbs:
      - get
      - update
  - apiGroups:
      - ""
    resourceNames:
      - kube-scheduler
      - my-scheduler
    resources:
      - endpoints
    verbs:
      - delete
      - get
      - patch
      - update

为 Pod 指定调度器

现在你的第二个调度器正在运行,创建一些 Pod,并指示它们由默认调度器或你部署的调度器进行调度。为了使用特定的调度器来调度给定的 Pod,请在该 Pod 规约中指定调度器的名称。让我们看三个示例。

  • 没有任何调度器名称的 Pod 规约

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: no-annotation
      labels:
        name: multischeduler-example
    spec:
      containers:
      - name: pod-with-no-annotation-container
        image: registry.k8s.io/pause:2.0

    如果未提供调度器名称,则将使用默认调度器自动调度该 Pod。

    将此文件另存为 pod1.yaml 并将其提交到 Kubernetes 集群。

    kubectl create -f pod1.yaml
    
  • 使用 default-scheduler 的 Pod 规约

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: annotation-default-scheduler
      labels:
        name: multischeduler-example
    spec:
      schedulerName: default-scheduler
      containers:
      - name: pod-with-default-annotation-container
        image: registry.k8s.io/pause:2.0
    

    通过将调度器名称作为 spec.schedulerName 的值来指定调度器。在这种情况下,我们提供默认调度器的名称,即 default-scheduler

    将此文件另存为 pod2.yaml 并将其提交到 Kubernetes 集群。

    kubectl create -f pod2.yaml
    
  • 使用 my-scheduler 的 Pod 规约

    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: registry.k8s.io/pause:2.0
    

    在这种情况下,我们指定应使用我们部署的调度器 - my-scheduler 来调度此 Pod。请注意,spec.schedulerName 的值应与映射 KubeSchedulerProfileschedulerName 字段中为调度器提供的名称匹配。

    将此文件另存为 pod3.yaml 并将其提交到 Kubernetes 集群。

    kubectl create -f pod3.yaml
    

    验证所有三个 Pod 是否正在运行。

    kubectl get pods
    

验证 Pod 是否使用所需的调度器进行调度

为了使你更容易理解这些示例,我们没有验证 Pod 是否真的使用所需的调度器进行了调度。我们可以通过更改上述 Pod 和 Deployment 配置提交的顺序来验证这一点。如果我们在提交调度器 Deployment 配置之前将所有 Pod 配置提交到 Kubernetes 集群,我们会看到 Pod annotation-second-scheduler 永远保持“Pending”状态,而其他两个 Pod 会被调度。一旦我们提交调度器 Deployment 配置并且我们的新调度器开始运行,annotation-second-scheduler Pod 也会被调度。

或者,你可以查看事件日志中的“已调度”条目,以验证 Pod 是否由所需的调度器调度。

kubectl get events

你还可以通过修改集群控制平面节点上的静态 Pod 清单,为集群的主调度器使用自定义调度器配置或自定义容器镜像。

上次修改时间:2023 年 12 月 14 日 上午 9:24 PST:更新了对配置 API 的引用 (2fe79a7c28)