配置多个调度器

Kubernetes 自带了一个默认调度器，其详细描述请查阅这里。 如果默认调度器不适合您的需求，您可以实现自己的调度器。 不仅如此，您甚至可以伴随着默认调度器同时运行多个调度器，并告诉 Kubernetes 为每个 pod 使用什么调度器。 让我们通过一个例子讲述如何在 Kubernetes 中运行多个调度器。

关于实现调度器的具体细节描述超出了本文范围。 请参考 kube-scheduler 的实现，规范示例代码位于 pkg/scheduler。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时你的 Kubernetes 集群必须带有 kubectl 命令行工具。 如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一 个你自己的集群，或者你可以使用下面任意一个 Kubernetes 工具构建：

要获知版本信息，请输入 kubectl version.

打包调度器

将调度器二进制文件打包到容器镜像中。出于示例目的，我们就使用默认调度器（kube-scheduler）作为我们的第二个调度器。 从 Github 克隆 Kubernetes 源代码，并编译构建源代码。

  1. git clone https://github.com/kubernetes/kubernetes.git
  2. cd kubernetes
  3. make

创建一个包含 kube-scheduler 二进制文件的容器镜像。用于构建镜像的 Dockerfile 内容如下：

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

将文件保存为 Dockerfile，构建镜像并将其推送到镜像仓库。 此示例将镜像推送到 Google 容器镜像仓库（GCR）。 有关详细信息，请阅读 GCR 文档。

  1. docker build -t gcr.io/my-gcp-project/my-kube-scheduler:1.0 .
  2. gcloud docker -- push gcr.io/my-gcp-project/my-kube-scheduler:1.0

为调度器定义 Kubernetes Deployment

现在我们将调度器放在容器镜像中，我们可以为它创建一个 pod 配置，并在我们的 Kubernetes 集群中运行它。 但是与其在集群中直接创建一个 pod，不如使用 Deployment。 Deployment 管理一个 Replica Set，Replica Set 再管理 pod，从而使调度器能够适应故障。 以下是 Deployment 配置，被保存为 my-scheduler.yaml：

admin/sched/my-scheduler.yaml 配置多个调度器 - 图1
  1. apiVersion: v1
  2. kind: ServiceAccount
  3. metadata:
  4.   name: my-scheduler
  5.   namespace: kube-system
  6. —-
  7. apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
  8. kind: ClusterRoleBinding
  9. metadata:
  10.   name: my-scheduler-as-kube-scheduler
  11. subjects:
  12. - kind: ServiceAccount
  13.   name: my-scheduler
  14.   namespace: kube-system
  15. roleRef:
  16.   kind: ClusterRole
  17.   name: system:kube-scheduler
  18.   apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  19. —-
  20. apiVersion: apps/v1
  21. kind: Deployment
  22. metadata:
  23.   labels:
  24.     component: scheduler
  25.     tier: control-plane
  26.   name: my-scheduler
  27.   namespace: kube-system
  28. spec:
  29.   selector:
  30.     matchLabels:
  31.       component: scheduler
  32.       tier: control-plane
  33.   replicas: 1
  34.   template:
  35.     metadata:
  36.       labels:
  37.         component: scheduler
  38.         tier: control-plane
  39.         version: second
  40.     spec:
  41.       serviceAccountName: my-scheduler
  42.       containers:
  43.       - command:
  44.         - /usr/local/bin/kube-scheduler
  45.         - —address=0.0.0.0
  46.         - —leader-elect=false
  47.         - —scheduler-name=my-scheduler
  48.         image: gcr.io/my-gcp-project/my-kube-scheduler:1.0
  49.         livenessProbe:
  50.           httpGet:
  51.             path: /healthz
  52.             port: 10251
  53.           initialDelaySeconds: 15
  54.         name: kube-second-scheduler
  55.         readinessProbe:
  56.           httpGet:
  57.             path: /healthz
  58.             port: 10251
  59.         resources:
  60.           requests:
  61.             cpu: ‘0.1’
  62.         securityContext:
  63.           privileged: false
  64.         volumeMounts: []
  65.       hostNetwork: false
  66.       hostPID: false
  67.       volumes: []

这里需要注意的是，在该部署文件中 Container 的 spec 配置的调度器启动命令参数（–scheduler-name）指定的调度器名称应该是惟一的。 这个名称应该与 pods 上的可选参数 spec.schedulerName 的值相匹配，也就是说调度器名称的匹配关系决定了 pods 的调度任务由哪个调度器负责。

还要注意，我们创建了一个专用服务帐户 my-scheduler 并将集群角色 system:kube-scheduler 绑定到它，以便它可以获得与 kube-scheduler 相同的权限。

请参阅 kube-scheduler 文档以获取其他命令行参数的详细说明。

在集群中运行第二个调度器

为了在 Kubernetes 集群中运行我们的第二个调度器，只需在 Kubernetes 集群中创建上面配置中指定的 Deployment：

  1. kubectl create -f my-scheduler.yaml

验证调度器 pod 正在运行：

  1. $ kubectl get pods --namespace=kube-system
  2. NAME                                           READY     STATUS    RESTARTS   AGE
  3. ....
  4. my-scheduler-lnf4s-4744f                       1/1       Running   0          2m
  5. ...

此列表中，除了默认的 kube-scheduler pod 之外，您应该还能看到处于 “Running” 状态的 my-scheduler pod。

要在启用了 leader 选举的情况下运行多调度器，您必须执行以下操作：

首先，更新上述 Deployment YAML（my-scheduler.yaml）文件中的以下字段：

  • --leader-elect=true
  • --lock-object-namespace=lock-object-namespace
  • --lock-object-name=lock-object-name

如果在集群上启用了 RBAC，则必须更新 system：kube-scheduler 集群角色。将调度器名称添加到应用于端点资源的规则的 resourceNames，如以下示例所示：

  1. $ kubectl edit clusterrole system:kube-scheduler
  2. - apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
  3.   kind: ClusterRole
  4.   metadata:
  5.     annotations:
  6.       rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
  7.     labels:
  8.       kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
  9.     name: system:kube-scheduler
  10.   rules:
  11.   - apiGroups:
  12.     - ""
  13.     resourceNames:
  14.     - kube-scheduler
  15.     - my-scheduler
  16.     resources:
  17.     - endpoints
  18.     verbs:
  19.     - delete
  20.     - get
  21.     - patch
  22.     - update

指定 pod 的调度器

现在我们的第二个调度器正在运行，让我们创建一些 pod，并指定它们由默认调度器或我们刚部署的调度器进行调度。 为了使用特定的调度器调度给定的 pod，我们在那个 pod 的 spec 中指定调度器的名称。让我们看看三个例子。

  • Pod spec 没有任何调度器名称
admin/sched/pod1.yaml 配置多个调度器 - 图2
  1. apiVersion: v1
  2. kind: Pod
  3. metadata:
  4.   name: no-annotation
  5.   labels:
  6.     name: multischeduler-example
  7. spec:
  8.   containers:
  9.   - name: pod-with-no-annotation-container
  10.     image: k8s.gcr.io/pause:2.0

如果未提供调度器名称，则会使用 default-scheduler 自动调度 pod。

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

  1. kubectl create -f pod1.yaml
  • Pod spec 设置为 default-scheduler
admin/sched/pod2.yaml 配置多个调度器 - 图3
  1. apiVersion: v1
  2. kind: Pod
  3. metadata:
  4.   name: annotation-default-scheduler
  5.   labels:
  6.     name: multischeduler-example
  7. spec:
  8.   schedulerName: default-scheduler
  9.   containers:
  10.   - name: pod-with-default-annotation-container
  11.     image: k8s.gcr.io/pause:2.0

通过将调度器名称作为 spec.schedulerName 参数的值来指定调度器。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，并将其提交给 Kubernetes 集群。

  1. kubectl create -f pod2.yaml
  • Pod spec 设置为 my-scheduler
admin/sched/pod3.yaml 配置多个调度器 - 图4
  1. apiVersion: v1
  2. kind: Pod
  3. metadata:
  4.   name: annotation-second-scheduler
  5.   labels:
  6.     name: multischeduler-example
  7. spec:
  8.   schedulerName: my-scheduler
  9.   containers:
  10.   - name: pod-with-second-annotation-container
  11.     image: k8s.gcr.io/pause:2.0

在这种情况下，我们指定此 pod 使用我们部署的 my-scheduler 来调度。 请注意，spec.schedulerName 参数的值应该与 Deployment 中配置的提供给 scheduler 命令的参数名称匹配。

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

  1. kubectl create -f pod3.yaml

确认所有三个 pod 都在运行。

  1. kubectl get pods

验证是否使用所需的调度器调度了 pod

为了更容易地完成这些示例，我们没有验证 pod 实际上是使用所需的调度程序调度的。 我们可以通过更改 pod 的顺序和上面的部署配置提交来验证这一点。 如果我们在提交调度器部署配置之前将所有 pod 配置提交给 Kubernetes 集群，我们将看到注解了 annotation-second-scheduler 的 pod 始终处于 “Pending” 状态，而其他两个 pod 被调度。 一旦我们提交调度器部署配置并且我们的新调度器开始运行，注解了 annotation-second-scheduler 的 pod 就能被调度。

或者，可以查看事件日志中的 “Scheduled” 条目，以验证是否由所需的调度器调度了 pod。

  1. kubectl get events