Kubernetes 配置多个调度器

配置多个调度器

Kubernetes 自带了一个默认调度器。 如果默认调度器不适合你的需求，你可以实现自己的调度器。 而且，你甚至可以和默认调度器一起同时运行多个调度器，并告诉 Kubernetes 为每个 Pod 使用哪个调度器。 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。

在开始之前

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。 建议在至少有两个节点的集群上运行本教程，且这些节点不作为控制平面主机。 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：

• Katacoda
• 玩转 Kubernetes

要获知版本信息，请输入 ​kubectl version​。

打包调度器

将调度器可执行文件打包到容器镜像中。出于示例目的，可以使用默认调度器 （kube-scheduler）作为第二个调度器。 克隆 GitHub 上 Kubernetes 源代码， 并编译构建源代码。

git clone https://github.com/kubernetes/kubernetes.git
cd kubernetes
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：

FROM busybox
ADD ./_output/local/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。

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

为调度器定义 Kubernetes Deployment 

现在将调度器放在容器镜像中，为它创建一个 Pod 配置，并在 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 ReplicaSet， ReplicaSet 再管理 Pod，从而使调度器能够免受一些故障的影响。 以下是 Deployment 配置，将其保存为 ​my-scheduler.yaml​：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: my-scheduler
  namespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: my-scheduler-as-kube-scheduler
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: my-scheduler
  namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: system:kube-scheduler
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: my-scheduler-config
  namespace: kube-system
data:
  my-scheduler-config.yaml: |
    apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1beta2
    kind: KubeSchedulerConfiguration
    profiles:
      - schedulerName: my-scheduler
    leaderElection:
      leaderElect: false    
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: my-scheduler-as-volume-scheduler
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: my-scheduler
  namespace: kube-system
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: system:volume-scheduler
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    component: scheduler
    tier: control-plane
  name: my-scheduler
  namespace: kube-system
spec:
  selector:
    matchLabels:
      component: scheduler
      tier: control-plane
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        component: scheduler
        tier: control-plane
        version: second
    spec:
      serviceAccountName: my-scheduler
      containers:
      - command:
        - /usr/local/bin/kube-scheduler
        - --config=/etc/kubernetes/my-scheduler/my-scheduler-config.yaml
        image: gcr.io/my-gcp-project/my-kube-scheduler:1.0
        livenessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 10259
            scheme: HTTPS
          initialDelaySeconds: 15
        name: kube-second-scheduler
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 10259
            scheme: HTTPS
        resources:
          requests:
            cpu: '0.1'
        securityContext:
          privileged: false
        volumeMounts:
          - name: config-volume
            mountPath: /etc/kubernetes/my-scheduler
      hostNetwork: false
      hostPID: false
      volumes:
        - name: config-volume
          configMap:
            name: my-scheduler-config

在以上的清单中，你使用 ​KubeSchedulerConfiguration ​来自定义调度器实现的行为。当使用 ​--config​ 选项进行初始化时，该配置被传递到 ​kube-scheduler​。 ​my-scheduler-config​ ConfigMap 存储配置数据。 ​my-scheduler​ Deployment 的 Pod 将 ​my-scheduler-config​ ConfigMap 挂载为一个卷。

在前面提到的调度器配置中，你的调度器通过 ​KubeSchedulerProfile ​进行实现。

说明： 要确定一个调度器是否可以调度特定的 Pod，PodTemplate 或 Pod 清单中的 ​spec.schedulerName​ 字段必须匹配 ​KubeSchedulerProfile​ 中的 ​schedulerName ​字段。 所有运行在集群中的调度器必须拥有唯一的名称。

还要注意，我们创建了一个专用服务账号 ​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。

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，在 Kubernetes 集群中创建上面配置中指定的 Deployment：

kubectl create -f my-scheduler.yaml

验证调度器 Pod 正在运行：

kubectl get pods --namespace=kube-system

输出类似于：

NAME                                           READY     STATUS    RESTARTS   AGE
....
my-scheduler-lnf4s-4744f                       1/1       Running   0          2m
...

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

启用领导者选举

要在启用了 leader 选举的情况下运行多调度器，你必须执行以下操作：

更新你的 YAML 文件中的 ​my-scheduler-config​ ConfigMap 里的 KubeSchedulerConfiguration 相关字段如下：

• ​leaderElection.leaderElect​ to ​true ​
• ​leaderElection.resourceNamespace​ to ​<lock-object-namespace> ​
• ​leaderElection.resourceName​ to ​<lock-object-name>​

说明：
控制平面会为你创建锁对象，但是命名空间必须已经存在。 你可以使用 ​kube-system​ 命名空间。

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了 ​endpoints ​和 ​leases ​资源的规则的 resourceNames 中，如以下示例所示：

kubectl edit clusterrole system:kube-scheduler

apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
  labels:
    kubernetes.io/bootstrapping: rbac-defaults
  name: system:kube-scheduler
rules:
  - apiGroups:
      - coordination.k8s.io
    resources:
      - leases
    verbs:
      - create
  - apiGroups:
      - coordination.k8s.io
    resourceNames:
      - kube-scheduler
      - my-scheduler
    resources:
      - leases
    verbs:
      - get
      - update
  - apiGroups:
      - ""
    resourceNames:
      - kube-scheduler
      - my-scheduler
    resources:
      - endpoints
    verbs:
      - delete
      - get
      - patch
      - update

为 Pod 指定调度器

现在第二个调度器正在运行，创建一些 Pod，并指定它们由默认调度器或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，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

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: no-annotation
  labels:
    name: multischeduler-example
spec:
  containers:
  - name: pod-with-no-annotation-container
    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。

kubectl create -f pod1.yaml

• Pod spec 设置为 ​default-scheduler ​

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: annotation-default-scheduler
  labels:
    name: multischeduler-example
spec:
  schedulerName: default-scheduler
  containers:
  - name: pod-with-default-annotation-container
    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。

kubectl create -f pod2.yaml

• Pod spec 设置为 ​my-scheduler ​

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: annotation-second-scheduler
  labels:
    name: multischeduler-example
spec:
  schedulerName: my-scheduler
  containers:
  - name: pod-with-second-annotation-container
    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​ 参数的值应该与调度器提供的 ​KubeSchedulerProfile ​中的 ​schedulerName ​字段相匹配。

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

kubectl create -f pod3.yaml

确认所有三个 pod 都在运行。

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。

kubectl get events

你也可以使用自定义调度器配置 或自定义容器镜像，用于集群的主调度器，方法是在相关控制平面节点上修改其静态 pod 清单。