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Kubernetes资源优化：提升Pod调度效率

创作时间:

作者:

@小白创作中心

Kubernetes资源优化：提升Pod调度效率

引用

CSDN

等

来源

https://blog.csdn.net/pushme_pli/article/details/107408705

https://m.blog.csdn.net/hanfengzxh/article/details/125660363

https://zhuanlan.zhihu.com/p/344909204

https://m.journal.qq.com/read/1036697918/17

https://m.blog.csdn.net/suntiger/article/details/132794505

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1797180533362938494

https://cloud.baidu.com/article/3256975

https://m.blog.csdn.net/eagleuniversityeye/article/details/103648701/

https://www.infoq.cn/article/fxyw3xtc6twjy0zehist

10.

https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/6829370.html

11.

https://www.cnblogs.com/tben/articles/13844763.html

12.

http://wap.mobiletrain.org/about/BBS/261696.html?444&444&888&888&M7Fohv=zofIYE&M7Fohv=zofIYE>page=2>page=2

13.

https://www.cnblogs.com/weifeng1463/p/11810612.html

14.

https://www.cnblogs.com/Presley-lpc/p/10837379.html

15.

http://kubernetes.p2hp.com/

在当今云计算时代，Kubernetes已成为容器编排的事实标准。然而，面对复杂的业务需求和多样化的资源需求，如何优化其调度器成为关键。本文将深入探讨如何通过为Pod分配添加权重、设置Pod优先级以及合理配置节点亲和性等方式，来提升整体资源利用率和服务稳定性，从而实现更高效的资源调度。

Kubernetes调度器工作原理

Kubernetes的调度器（kube-scheduler）是一个可插拔的组件，负责将新创建的Pod分配到合适的节点上。其核心工作流程分为两个阶段：过滤（predicate）和优先级排序（priority）。

过滤阶段：调度器会首先过滤掉所有不满足Pod资源需求的节点。这个阶段会检查节点的资源可用性、端口冲突、亲和性/反亲和性规则等。如果一个节点不满足任何一项条件，它将被排除在候选名单之外。
优先级排序阶段：在通过过滤阶段的节点中，调度器会根据一系列优先级策略进行排序。这些策略包括：
- LeastRequestedPriority：优先选择资源使用率较低的节点
- BalanceResourceAllocation：倾向于CPU和内存使用率均衡的节点
- ImageLocalityPriority：优先选择已经缓存所需镜像的节点

最终，调度器会选择优先级最高的节点来运行Pod。如果所有节点都不满足条件，Pod将保持Pending状态，等待资源可用。

资源优化策略

Pod优先级和权重

Kubernetes允许为Pod设置优先级，确保高优先级任务在资源紧张时优先得到调度。这通过priorityClassName字段实现，需要预先定义优先级类：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: high-priority-pod
spec:
  priorityClassName: high-priority
  containers:
  - name: main
    image: nginx

同时，可以为调度策略设置权重，影响节点选择的倾向性。这通过修改调度策略配置实现：

apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeSchedulerConfiguration
profiles:
- schedulerName: default-scheduler
  plugins:
    score:
      enabled:
      - name: NodeResourcesFit
        weight: 2

节点亲和性和污点

节点亲和性允许Pod指定其偏好的节点，而污点则用于防止某些Pod调度到特定节点。例如：

节点亲和性：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-node-affinity
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/e2e-az-name
            operator: In
            values:
            - e2e-az1
            - e2e-az2
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: k8s.gcr.io/pause:2.0

污点和容忍：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
spec:
  containers:
  - name: my-container
    image: my-image
  tolerations:
  - key: "key1"
    operator: "Equal"
    value: "value1"
    effect: "NoSchedule"

资源预留与过量使用

合理设置资源请求（requests）和限制（limits）是避免资源耗尽的关键：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: frontend
spec:
  containers:
  - name: db
    image: mysql
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"