备战CKA每日一题——第5天 | 手动调度、kube-scheduler调度器解析、源码浅析

昨日考题

通过命令行，使用nginx镜像创建一个pod并手动调度到节点名为node1121节点上，Pod的名称为cka-1121，答题最好附上，所用命令、创建Pod所需最精简的yaml；如果评论有限制，请把注意点列出，主要需列出手动调度怎么做？
注意：手动调度是指不需要经过kube-scheduler去调度。

昨日答案

将名称为cka-1121的Pod，调度到节点node1121：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cka-1121
  labels:
    app: cka-1121
spec:
  containers:
  - name: cka-1121
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'echo Hello CKA! && sleep 3600']
  nodeName: node1121

昨日解析

官网中调度器地址：
https://kubernetes.io/docs/concepts/scheduling/kube-scheduler/
调度器命令行参数：
https://kubernetes.io/docs/reference/command-line-tools-reference/kube-scheduler/

调度器kube-scheduler分为预选、优选、pod优先级抢占、bind阶段；

预选：从podQueue的待调度队列中弹出需要调度的pod，先进入预选阶段，预选函数来判断每个节点是否适合被该Pod调度。

优选：从预选筛选出的满足的节点中选择出最优的节点。

pod优先级抢占：如果预选和优选调度失败，则会尝试将优先级低的pod剔除，让优先级高的pod调度成功。

bind：上述步骤完成后，调度器会更新本地缓存，但最后需要将绑定结果提交到etcd中，需要调用Apiserver的Bind接口完成。

以下k8s源码版本为1.13.2

我们去查看kube-scheduler源码，调度器通过list-watch机制，监听集群内Pod的新增、更新、删除事件，调用回调函数。指定nodeName后将不会放入到未调度的podQueue队列中，也就不会走上面这几个阶段。具体可以来到pkg\scheduler\factory\factory.go源码中的NewConfigFactory函数中：

其中在构建pod资源对象新增、更新、删除的回调函数时，分已被调度的和未被调度的回调。

已被调度的回调：
已被调度的pod根据FilterFunc中定义的逻辑过滤，nodeName不为空，返回true时，将会走Handler中定义的AddFunc、UpdateFunc、DeleteFunc，这个其实最终不会加入到podQueue中，但需要加入到本地缓存中，因为调度器会维护一份节点上pod列表的缓存。

// scheduled pod cache 已被调度的
	args.PodInformer.Informer().AddEventHandler(
		cache.FilteringResourceEventHandler{
			FilterFunc: func(obj interface{}) bool {
				switch t := obj.(type) {
				case *v1.Pod:
					//nodeName不为空,返回true;且返回true时将被走AddFunc、UpdateFunc、DeleteFunc,这个其实最终不会加入到podQueue中
					return assignedPod(t)
				case cache.DeletedFinalStateUnknown:
					if pod, ok := t.Obj.(*v1.Pod); ok {
						return assignedPod(pod)
					}
					runtime.HandleError(fmt.Errorf("unable to convert object %T to *v1.Pod in %T", obj, c))
					return false
				default:
					runtime.HandleError(fmt.Errorf("unable to handle object in %T: %T", c, obj))
					return false
				}
			},
			Handler: cache.ResourceEventHandlerFuncs{
				AddFunc:    c.addPodToCache,
				UpdateFunc: c.updatePodInCache,
				DeleteFunc: c.deletePodFromCache,
			},
		},
	)

未被调度的回调：
未被调度的pod根据FilterFunc中定义的逻辑过滤，nodeName为空且pod的SchedulerName和该调度器的名称一致时返回true；返回true时，将会走Handler中定义的AddFunc、UpdateFunc、DeleteFunc，这个最终会加入到podQueue中。

	// unscheduled pod queue 没有被调度的
	args.PodInformer.Informer().AddEventHandler(
		cache.FilteringResourceEventHandler{
			FilterFunc: func(obj interface{}) bool {
				switch t := obj.(type) {
				case *v1.Pod:
					//nodeName为空且pod的SchedulerName和该调度器的名称一致时返回true;且返回true时将被加入到pod queue
					return !assignedPod(t) && responsibleForPod(t, args.SchedulerName)
				case cache.DeletedFinalStateUnknown:
					if pod, ok := t.Obj.(*v1.Pod); ok {
						return !assignedPod(pod) && responsibleForPod(pod, args.SchedulerName)
					}
					runtime.HandleError(fmt.Errorf("unable to convert object %T to *v1.Pod in %T", obj, c))
					return false
				default:
					runtime.HandleError(fmt.Errorf("unable to handle object in %T: %T", c, obj))
					return false
				}
			},
			Handler: cache.ResourceEventHandlerFuncs{
				AddFunc:    c.addPodToSchedulingQueue,
				UpdateFunc: c.updatePodInSchedulingQueue,
				DeleteFunc: c.deletePodFromSchedulingQueue,
			},
		},
	)

手动调度适用场景：

• 调度器不工作时，可设置nodeName临时救急 ；
• 可以封装成自己的调度器；

扩展点：

• 过去几个版本的Daemonset都是由controller直接指定pod的运行节点，不经过调度器。
• 直到1.11版本，DaemonSet的pod由scheduler调度才作为alpha特性引入

昨天的留言中，有人提到static Pod，这种其实也属于节点固定，但这种Pod局限很大，比如：不能挂载configmaps和secrets等，这个由Admission Controllers控制。

下面简单说一下静态Pod：

静态Pod官网说明：
https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/static-pod/

静态 pod指在特定的节点上直接通过 kubelet守护进程进行管理，APIServer无法管理。它没有跟任何的控制器进行关联，kubelet 守护进程对它进行监控，如果崩溃了，kubelet 守护进程会重启它。Kubelet 通过APIServer为每个静态 pod 创建 镜像 pod，这些镜像 pod 对于 APIServer是可见的（即kubectl可以查询到这些Pod），但是不受APIServer控制。

具体static pod yaml文件放到哪里，需要在kubelet配置中指定，先找到kubelet配置文件：

systemctl status kubelet

找到config.yaml文件：

里面指定了staticPodPath：

kubeadm安装的集群，master节点上的kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、etcd就是通过static Pod方式部署的：

今日考题

通过命令行，创建两个deployment。

• 需要集群中有2个节点 ；
• 第1个deployment名称为cka-1122-01，使用nginx镜像，有2个pod，并配置该deployment自身的pod之间在节点级别反亲和；
• 第2个deployment名称为cka-1122-02，使用nginx镜像，有2个pod，并配置该deployment的pod与第1个deployment的pod在节点级别亲和；

最好提交最精简的deployment yaml，如果评论被限制，请提交反亲和性配置块yaml，也可多次评论提交