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了解 Kubernetes 調(diào)度器是如何發(fā)現(xiàn)新的吊艙并將其分配到節(jié)點。

Kubernetes 已經(jīng)成為容器和容器化工作負載的標準編排引擎。它提供一個跨公有云和私有云環(huán)境的通用和開源的抽象層。

對于那些已經(jīng)熟悉 Kuberbetes 及其組件的人，他們的討論通常圍繞著如何盡量發(fā)揮 Kuberbetes 的功能。但當你剛剛開始學習 Kubernetes 時，嘗試在生產(chǎn)環(huán)境中使用前，明智的做法是從一些關于 Kubernetes 相關組件（包括 Kubernetes 調(diào)度器） 開始學習，如下抽象視圖中所示：

Kubernetes 也分為控制平面和工作節(jié)點：

1. 控制平面： 也稱為主控，負責對集群做出全局決策，以及檢測和響應集群事件?？刂破矫娼M件包括：

• etcd
• kube-apiserver
• kube-controller-manager
• 調(diào)度器

2. 工作節(jié)點： 也稱節(jié)點，這些節(jié)點是工作負載所在的位置。它始終和主控聯(lián)系，以獲取工作負載運行所需的信息，并與集群外部進行通訊和連接。工作節(jié)點組件包括：

• kubelet
• kube-proxy
• CRI

我希望這個背景信息可以幫助你理解 Kubernetes 組件是如何關聯(lián)在一起的。

Kubernetes 調(diào)度器是如何工作的

Kubernetes 吊艙pod 由一個或多個容器組成組成，共享存儲和網(wǎng)絡資源。Kubernetes 調(diào)度器的任務是確保每個吊艙分配到一個節(jié)點上運行。

（LCTT 譯注：容器技術領域大量使用了航海比喻，pod 一詞，意為“豆莢”，在航海領域指“吊艙” —— 均指盛裝多個物品的容器。常不翻譯，考慮前后文，可譯做“吊艙”。）

在更高層面下，Kubernetes 調(diào)度器的工作方式是這樣的：

1. 每個需要被調(diào)度的吊艙都需要加入到隊列
2. 新的吊艙被創(chuàng)建后，它們也會加入到隊列
3. 調(diào)度器持續(xù)地從隊列中取出吊艙并對其進行調(diào)度

調(diào)度器源碼（scheduler.go）很大，約 9000 行，且相當復雜，但解決了重要問題：

等待/監(jiān)視吊艙創(chuàng)建的代碼

監(jiān)視吊艙創(chuàng)建的代碼始于 scheduler.go 的 8970 行，它持續(xù)等待新的吊艙：

// Run begins watching and scheduling. It waits for cache to be synced, then starts a goroutine and returns immediately.
 
func (sched *Scheduler) Run() {
        if !sched.config.WaitForCacheSync() {
                return
        }
 
        go wait.Until(sched.scheduleOne, 0, sched.config.StopEverything)

負責對吊艙進行排隊的代碼

負責對吊艙進行排隊的功能是：

// queue for pods that need scheduling
        podQueue *cache.FIFO

負責對吊艙進行排隊的代碼始于 scheduler.go 的 7360 行。當事件處理程序觸發(fā)，表明新的吊艙顯示可用時，這段代碼將新的吊艙加入隊列中：

func (f *ConfigFactory) getNextPod() *v1.Pod {
        for {
                pod := cache.Pop(f.podQueue).(*v1.Pod)
                if f.ResponsibleForPod(pod) {
                        glog.V(4).Infof("About to try and schedule pod %v", pod.Name)
                        return pod
                }
        }
}

處理錯誤代碼

在吊艙調(diào)度中不可避免會遇到調(diào)度錯誤。以下代碼是處理調(diào)度程序錯誤的方法。它監(jiān)聽 podInformer 然后拋出一個錯誤，提示此吊艙尚未調(diào)度并被終止：

// scheduled pod cache
        podInformer.Informer().AddEventHandler(
                cache.FilteringResourceEventHandler{
                        FilterFunc: func(obj interface{}) bool {
                                switch t := obj.(type) {
                                case *v1.Pod:
                                        return assignedNonTerminatedPod(t)
                                default:
                                        runtime.HandleError(fmt.Errorf("unable to handle object in %T: %T", c, obj))
                                        return false
                                }
                        },

換句話說，Kubernetes 調(diào)度器負責如下：

• 將新創(chuàng)建的吊艙調(diào)度至具有足夠空間的節(jié)點上，以滿足吊艙的資源需求。
• 監(jiān)聽 kube-apiserver 和控制器是否創(chuàng)建新的吊艙，然后調(diào)度它至集群內(nèi)一個可用的節(jié)點。
• 監(jiān)聽未調(diào)度的吊艙，并使用 /binding 子資源 API 將吊艙綁定至節(jié)點。

例如，假設正在部署一個需要 1 GB 內(nèi)存和雙核 CPU 的應用。因此創(chuàng)建應用吊艙的節(jié)點上需有足夠資源可用，然后調(diào)度器會持續(xù)運行監(jiān)聽是否有吊艙需要調(diào)度。

了解更多

要使 Kubernetes 集群工作，你需要使以上所有組件一起同步運行。調(diào)度器有一段復雜的的代碼，但 Kubernetes 是一個很棒的軟件，目前它仍是我們在討論或采用云原生應用程序時的首選。

學習 Kubernetes 需要精力和時間，但是將其作為你的專業(yè)技能之一能為你的職業(yè)生涯帶來優(yōu)勢和回報。有很多很好的學習資源可供使用，而且 官方文檔 也很棒。如果你有興趣了解更多，建議從以下內(nèi)容開始：

• Kubernetes the hard way
• Kubernetes the hard way on bare metal
• Kubernetes the hard way on AWS