kubernetes容器怎么调

Kubernetes容器的调度主要通过以下几种方式：调度策略、节点选择器、污点和容忍、亲和性和反亲和性、资源请求和限制。其中调度策略是最为关键的一点，调度策略决定了Pod将被分配到哪个节点上。Kubernetes默认使用调度器来决定Pod的放置位置，调度器根据节点的资源使用情况、节点标签以及其他调度规则来选择最合适的节点。通过配置调度策略，可以实现负载均衡、资源优化和高可用性等目标。调度策略可以通过配置文件或命令行参数来设置，并且可以自定义调度规则，以满足特定的应用需求。

一、调度策略

调度策略是Kubernetes调度系统的核心，它决定了Pod将被分配到哪个节点。调度策略包括预选策略和优选策略两部分。

预选策略：预选策略用于过滤不符合要求的节点，确保Pod只会被调度到符合要求的节点上。预选策略包括PodFitsResources、PodFitsHostPorts、PodMatchNodeSelector等。PodFitsResources策略确保节点有足够的CPU和内存资源来运行Pod。PodFitsHostPorts策略则确保节点的端口不会冲突。PodMatchNodeSelector策略用于匹配Pod的节点选择器和节点标签。

优选策略：优选策略用于对符合预选条件的节点进行评分，选择得分最高的节点。优选策略包括LeastRequestedPriority、BalancedResourceAllocation、NodeAffinityPriority等。LeastRequestedPriority策略会优先选择资源使用率最低的节点。BalancedResourceAllocation策略会优先选择资源分配最均衡的节点。NodeAffinityPriority策略会优先选择符合节点亲和性规则的节点。

二、节点选择器

节点选择器是Pod的一个字段，用于指定Pod只能被调度到具有特定标签的节点上。节点选择器通过标签选择器来实现，标签选择器可以指定一个或多个标签，Pod只会被调度到具有这些标签的节点上。

通过节点选择器，可以实现以下功能：确保Pod被调度到特定类型的节点上，例如高性能节点或存储节点；实现多租户隔离，将不同租户的Pod调度到不同的节点上；实现资源优化，将资源密集型Pod调度到资源丰富的节点上。

节点选择器的使用非常简单，只需在Pod的spec字段中添加nodeSelector字段，并指定标签即可。例如：

apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: example-pod spec: containers: - name: example-container image: example-image nodeSelector: disktype: ssd

在上述示例中，Pod将只会被调度到具有disktype=ssd标签的节点上。

三、污点和容忍

污点和容忍是一种高级的调度机制，用于实现更灵活的调度策略。污点用于在节点上设置某种限制，表示该节点对某些Pod不适合。容忍则用于在Pod上设置允许其被调度到带有特定污点的节点上。污点和容忍的结合使用，可以实现以下功能：确保关键任务Pod不会被调度到不稳定的节点上；确保特定类型的Pod只会被调度到特定类型的节点上；实现资源隔离和优先级调度。

污点由三个部分组成：键、值和效果。键和值用于标识污点，效果用于指定污点的类型。效果有三种类型：NoSchedule、PreferNoSchedule和NoExecute。NoSchedule表示不允许Pod被调度到带有该污点的节点上。PreferNoSchedule表示尽量避免将Pod调度到带有该污点的节点上，但并不是强制性的。NoExecute表示不仅不允许Pod被调度到带有该污点的节点上，还会驱逐已经在该节点上的Pod。

容忍通过tolerations字段在Pod的spec字段中进行设置，格式如下：

apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: example-pod spec: containers: - name: example-container image: example-image tolerations: - key: "example-key" operator: "Equal" value: "example-value" effect: "NoSchedule"

在上述示例中，Pod具有对键为example-key、值为example-value、效果为NoSchedule的污点的容忍。

四、亲和性和反亲和性

亲和性和反亲和性是一种高级的调度机制，用于实现更灵活和复杂的调度策略。亲和性用于指定Pod应被调度到哪些节点上，反亲和性则用于指定Pod不应被调度到哪些节点上。亲和性和反亲和性通过节点亲和性和Pod亲和性两种方式来实现。

节点亲和性：节点亲和性用于指定Pod应被调度到符合特定条件的节点上。节点亲和性通过nodeAffinity字段在Pod的spec字段中进行设置。节点亲和性包括必需型和优选型两种类型。必需型节点亲和性用于强制要求Pod只能被调度到符合条件的节点上，优选型节点亲和性则用于尽量将Pod调度到符合条件的节点上，但并不是强制性的。

Pod亲和性：Pod亲和性用于指定Pod应被调度到与特定Pod在同一节点上的节点上。Pod亲和性通过podAffinity字段在Pod的spec字段中进行设置。Pod亲和性包括必需型和优选型两种类型。必需型Pod亲和性用于强制要求Pod只能被调度到与特定Pod在同一节点上的节点上，优选型Pod亲和性则用于尽量将Pod调度到与特定Pod在同一节点上的节点上，但并不是强制性的。

Pod反亲和性：Pod反亲和性用于指定Pod不应被调度到与特定Pod在同一节点上的节点上。Pod反亲和性通过podAntiAffinity字段在Pod的spec字段中进行设置。Pod反亲和性包括必需型和优选型两种类型。必需型Pod反亲和性用于强制要求Pod不能被调度到与特定Pod在同一节点上的节点上，优选型Pod反亲和性则用于尽量避免将Pod调度到与特定Pod在同一节点上的节点上，但并不是强制性的。

五、资源请求和限制

资源请求和限制是Kubernetes调度系统的重要组成部分，用于确保Pod在节点上能够获得足够的资源。资源请求用于指定Pod需要的最小资源量，资源限制用于指定Pod能够使用的最大资源量。

资源请求：资源请求通过requests字段在Pod的spec.containers.resources字段中进行设置。资源请求包括CPU和内存两种资源类型。CPU资源以核为单位，内存资源以字节为单位。设置合理的资源请求可以确保Pod在节点上能够获得足够的资源，并提高资源利用率。

资源限制：资源限制通过limits字段在Pod的spec.containers.resources字段中进行设置。资源限制包括CPU和内存两种资源类型。CPU资源以核为单位，内存资源以字节为单位。设置资源限制可以防止Pod占用过多的资源，影响其他Pod的运行。

资源请求和限制的示例配置如下：

apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: example-pod spec: containers: - name: example-container image: example-image resources: requests: cpu: "500m" memory: "128Mi" limits: cpu: "1" memory: "256Mi"

在上述示例中，Pod请求500毫核的CPU和128Mi的内存，限制使用1核的CPU和256Mi的内存。

六、调度器扩展

Kubernetes调度器是一个可扩展的组件，支持通过插件机制进行功能扩展。调度器扩展可以实现自定义调度策略，满足特定的业务需求。调度器扩展主要包括调度器插件和调度器框架两种方式。

调度器插件：调度器插件是一种轻量级的扩展方式，通过实现特定的接口，可以自定义调度策略。调度器插件可以实现预选策略和优选策略，通过配置文件或命令行参数加载插件。

调度器框架：调度器框架是一种更为灵活和强大的扩展方式，提供了更多的扩展点和更高的扩展能力。调度器框架通过插件机制实现，可以自定义调度算法、调度策略和调度行为。

调度器扩展的示例配置如下：

apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1alpha1 kind: KubeSchedulerConfiguration profiles: - schedulerName: default-scheduler plugins: preFilter: enabled: - name: NodeResourcesFit disabled: - name: ExamplePreFilterPlugin score: enabled: - name: LeastRequestedPriority disabled: - name: ExampleScorePlugin

在上述示例中，调度器扩展配置了一个预选插件和一个优选插件，通过配置文件加载插件，实现自定义调度策略。

七、节点池

节点池是一种将节点分组管理的机制，用于实现更灵活的资源管理和调度策略。节点池可以根据节点的特性、用途和资源类型进行分组，并为每个节点池配置不同的调度策略和资源配额。节点池的使用可以实现以下功能：将不同类型的工作负载调度到不同的节点池中；实现资源隔离和优先级调度；提高资源利用率和调度效率。

节点池的管理可以通过Kubernetes的节点标签和节点选择器实现，也可以通过外部工具和平台进行管理。例如，Google Kubernetes Engine（GKE）和Azure Kubernetes Service（AKS）都提供了节点池管理功能，可以方便地创建和管理节点池。

八、调度器性能优化

调度器性能是Kubernetes集群运行效率和稳定性的重要指标。调度器性能优化可以提高Pod调度的速度和准确性，减少调度延迟和资源浪费。调度器性能优化主要包括以下几个方面：优化调度算法，提高调度效率；合理设置调度策略，减少不必要的调度操作；优化资源管理，提高资源利用率；监控和分析调度器性能，及时发现和解决性能瓶颈。

调度器性能优化的具体措施包括：调整调度器参数，例如调度周期、调度线程数等；使用高效的调度算法，例如贪心算法、动态规划算法等；合理配置资源请求和限制，避免资源争用和资源浪费；通过监控工具和日志分析工具，实时监控调度器性能，及时发现和解决性能问题。

九、调度器高可用性

调度器高可用性是Kubernetes集群稳定性和可靠性的关键因素。调度器高可用性可以确保调度器在发生故障时能够快速恢复，保证Pod调度的连续性和稳定性。调度器高可用性主要通过以下几种方式实现：多调度器部署，通过部署多个调度器实例，实现调度器的高可用性；调度器故障转移，通过监控和自动化工具，在调度器发生故障时，自动切换到备用调度器；调度器备份和恢复，通过定期备份调度器配置和状态，确保在调度器发生故障时，能够快速恢复。

多调度器部署的示例配置如下：

apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: scheduler-1 namespace: kube-system spec: containers: - name: kube-scheduler image: k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.20.0 command: - kube-scheduler - --config=/etc/kubernetes/scheduler.conf --- apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: scheduler-2 namespace: kube-system spec: containers: - name: kube-scheduler image: k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.20.0 command: - kube-scheduler - --config=/etc/kubernetes/scheduler.conf

在上述示例中，部署了两个调度器实例，实现调度器的高可用性。

十、调度器安全性

调度器安全性是Kubernetes集群安全性的重要组成部分。调度器安全性可以防止未经授权的访问和操作，保护集群的安全和稳定。调度器安全性主要包括以下几个方面：身份认证和授权，通过Kubernetes的RBAC（基于角色的访问控制）机制，控制调度器的访问权限；网络安全，通过配置网络策略和防火墙规则，保护调度器的网络安全；日志和审计，通过日志和审计工具，记录和监控调度器的操作行为，及时发现和处理安全问题。

身份认证和授权的示例配置如下：

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: Role metadata: namespace: kube-system name: scheduler-role rules: - apiGroups: [""] resources: ["pods"] verbs: ["get", "list", "watch"] --- apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1 kind: RoleBinding metadata: name: scheduler-role-binding namespace: kube-system subjects: - kind: User name: scheduler-user apiGroup: rbac.authorization.k8s.io roleRef: kind: Role name: scheduler-role apiGroup: rbac.authorization.k8s.io

在上述示例中，通过RBAC配置了调度器的访问权限，确保只有经过授权的用户才能访问调度器。