K8S的集群调度

Scheduler：负责调度资源，把pod调度到node节点，有两种策略，

1：预选策略

2：优先策略

list-watch概念

k8s集群当中，通过list-watch的机制进行每个组件的协作，保持数据同步，每个组件之间的解耦

Kubectl配置文件，想APIserver发送命令---apiserver把命令发送到各个组件

如kubectl runnginx --image=nginx：1.22-----apiserver---controller manager---scheduler---kubelet(管理生命周期)

List-watch(监听)---会在每一步把监听的消息（先监听apiserver：6443）----每个组件（controller manager，scheduler，kubelet，etcd）都会监听apiserver：6443端口，都会获取消息

1、 kubectl run nginx --image=nginx:1.22  >
2、 由apiserver调度到各个组件  >
3、 controller-manger负责创建pod控制器  >
4、 scheduler调度资源  >
5、 kubelet来管理节点  >
创建成功后，通过kubectl get pod/kubectl describe pod nginx
这些信息都保存在etcd数据库当中。

如何来把pod分配到node

工作流程：

1.kubectl创建pod和副本数传递给apiserver

2.创建replicas指定pod的策略保存通过apiserver在etcd数据库中存储配置信息。

3.etcd会将创建replicas的事件发送给apiserver

4.apiserver发送创建指令开始调用controller-manger

5.controller-manger收到指令开始创建pod再将信息发送给apiserver

6.apiserver收到创建pod的信息并将信息保存在etcd中

7.etcd把发送创建pod的信息再发送给apiserver

8.apiserver把创建pod的指令发送给scheduler

9.scheduler开始选择往哪个node节点上创建pod并更新pod的node节点信息。发送给apiserver

10.apiserver把pod的更新信息保存到etcd中

11.etcd告诉apiserver 已经确定节点信息。需要调用节点上的kubelet

12.apiserver传递消息开始调用kubelet创建pod和容器

13.kubelet将确定完毕的信息和节点信息，发送给apiserver。

14.apiserver将最终保存容器、副本、节点信息保存到etcd数据库中。

调度的过程和策略

	Scheduler是k8s集群的调度器，他的意义就是把破分配到集群的节点以下几个问题是它要考虑的
1	公平：每个节点都能够分配资源
2	资源高效利用：集群当中的资源可以被最大化使用
3	效率：调度的性能要好，能够尽快的完成大批量的pod的调度工作
4	灵活：运行用户根据自己的需求，控制和改变调度的逻辑
	Scheduler是一个单独运行的程序，启动之后就会一直监听APIserver，它会获取报文中的字段:spec.nodeName 创建pod时候，为每个pod创建一个binding，表示该往哪个节点上部署创建pod搭配节点时，由两个策略，先执行预选策略，再执行优选策略，这两步的操作都必须成功，否则立刻返回报错，也就是说，部署的node，必须满足这两个策略

预算策略

	Predicate：它自带一些算法，选择node节点（scheduler自带的算法策略，不需要人工干预）
podfitsresources	pod适应资源，检查节点上剩余资源是否满足pod请求的资源，主要是cpu和内存
Podfitshost	pod适应主机，如果pod指定了node的name，检测主机名是否存在，存在要和pod指定的名称匹配，这才能调度过去
Podselectormarches	pod选择器匹配，创建pod的时候可以根据node的标签来进行匹配，查找指定的node节点上标签是否存在，存在标签是否匹配
Nodiskconflict	无磁盘冲突，确保已挂载的卷与pod的卷不发生冲突，除非目录是只读
	如果预算策略都不满足，pod将始终处于pending状态，不断地重试调度，直到有节点满足条件，如果经过预算策略，上述三个节点都满足条件，那么会进入优选策略

优先策略

Leastrequestedpriority	最低请求优先级，通过算法计算节点上的cpu和内存使用率，确定一下节点的权重，使用率越低的节点相应的权重越高，调度时会更倾向于使用率低的节点，实现资源合理的利用
balancererourceallocation	衡资源分配，考虑cpu和内存的使用率，也会给节点赋予权重，权重算的是cpu和内存使用率接近，权重越高和上面的leastrequestedpriority最低请求优先级一起使用例： Node1 的cpu和内存使用率:20:60 Node2 的cpu和内存使用率:50:50 Node2在被调度时会被优先选择
imagelocalitypriority	节点上是否已经有了要部署的镜像，镜像的总数成正比，满足的镜像数越多，权重越好例：nginx:1.22 node1：无 node2：有那么node2在调度时会被优先
	以上策略都是scheduler自带的算法，通过预算选择出可以部署的节点，再通过有线选择出来最好的节点，以上都是自带的算法，k8s集群自己来选择指定节点 Spec参数设置 nodeName：node02 如果指定了节点，在参数中设置了nodeName，指定了节点的名称，会跳过scheduler的调度策略，这个规则是强制匹配指定标签 Spec NodeSelector：指定节点标签部署pod，是要经过scheduler的算法，如果节点不满足条件，pod会进入pending状态，直到节点满足条件为止

亲和性

	两种亲和性：node节点亲和性和 Pod亲和性
Node节点的亲和性	preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution软策略：选择node节点时，我声明了我最好能部署在node01，软策略会尽量满足这个条件，不一定会完全部署在node1节点
	RequiredDuringSchedulinglgnoredDuringExecution硬策略：选择pod时，申明了node01，我是硬策略，必须满足硬策略的条件，必须部署在node01，强制性要求
Pod的亲和性	preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution软策略：要求调度器将pod调度到其他pod的亲和性匹配的节点上，可以是，也可以不是，尽量满足
	RequiredDuringSchedulinglgnoredDuringExecution硬策略：要求调度器想pod调度到其他pod的亲和性匹配的节点上，必须是pod nginx1 node01

键值的运算关系

标签，都是根据标签来选择亲和性

In：在，选择的标签值在node节点上存在

Notin：不在，选择label的值不在node节点上

Gt：大于，大于选择的标签值

Lt：小于，小于选择的标签值

Exits：存在，选择标签对象，值不考虑

DoesNotExist：选择不具有指定标签的对象，值不考虑

面试题

你在部署pod的时候选择什么样的策略？

node的亲和性：性能不一致，我尽量把pod往性能高的多部署，这个时候选择软策略

节点故障，或者节点维护，只能选择硬策略，必须选择可以使用的节点，把故障节点剔除

c
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: nginx1
  name: nginx1
spec:
  containers:
  - image: nginx:1.22.0
    name: nginx1
    resources:
      limits:
        memory: "1G"
        cpu: "1"
    volumeMounts:
    - name: nginx1
      mountPath: //usr/share/nginx/html
      readOnly: false
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/bash","-c","echo nginx is up ; sleep 10"]
      preStop:
        exec:
          command: ["/bin/bash","-c","echo nginx is down"]
    startupProbe:
      tcpSocket:
        port: 80
      initialDelaySeconds: 4
      periodSeconds: 2
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /
        port: 80
      initialDelaySeconds: 4
      periodSeconds: 2
    readinessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /etc/passwd
      initialDelaySeconds: 4
      periodSeconds: 2
  volumes:
  - name: nginx1
    hostPath:
      path: /opt/html
      type: DirectoryOrCreate

wx
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx3
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      wx: nginx3
  template:
    metadata:
      labels:
        wx: nginx3
    spec:
      containers:
      - name: nginx3
        image: nginx:1.22
        resources:
          limits:
            memory: "2G"
            cpu: "2"
        startupProbe:
          tcpSocket:
            port: 80
          initialDelaySeconds: 5
          periodSeconds: 2
        livenessProbe:
          httpGet:
            scheme: HTTP
            port: 80
            path: index.html
          initialDelaySeconds: 4
          periodSeconds: 2
        readinessProbe:
          exec:
            command: ["/usr/bin/test","-e","/etc/passwd"]
          initialDelaySeconds: 4
          periodSeconds: 2
        volumeMounts:
        - name: test
          mountPath: /opt
          readOnly: false
        lifecycle:
          postStart:
            exec:
              command: ["echo","nginx is up"]
          preStop:
            exec:
              command: ["echo","nginx is down"]

      volumes:
      - name: test
        hostPath:
          path: /opt/html
          type: DirectoryOrCreate

zfj
pod.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      run: nginx1
  template:
    metadata:
      labels:
        run: nginx1
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.22
        startupProbe:
          tcpSocket:
            port: 80
          initialDelaySeconds: 4
          periodSeconds: 2
        livenessProbe: 
          httpGet :
            scheme: HTTP
            port: 80
          initialDelaySeconds: 4
          periodSeconds: 2
        readinessProbe:
          exec:
            command: ["/usr/bin/test", "-e", "/etc/passwd"]
          initialDelaySeconds: 4
          periodSeconds: 2
        resources:
          limits:
            memory: "1Gi"
            cpu: "2"
        volumeMounts:
        - name: nginx
          mountPath: /opt
          readOnly: false
        lifecycle: 
          postStart:
            exec:
              command: ["/bin/bash", "-c", "echo nginx is up >>/opt/123.txt"]
          preStop:
            exec:
              command: ["/bin/bash", "-c", "echo nginx is down >>/opt/123.txt"]
      volumes: 
      - name: nginx
        hostPath:
          path: /opt/html
          type: DirectoryOrCreate

service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
  labels:
    run: nginx1
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30001
  selector:
    run: nginx1

指定节点以及指定标签

指定节点：在spec参数设置当中加入nodeName字段

如果指定了节点。在参数中设置了nodeName指定节点名称。他将跳过scheduler的调度策略。这个规则是强制匹配

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx2
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
      nodeName: node02
[root@master01 k8s.yaml]# kubectl apply -f q.yaml
deployment.apps/nginx2 created
[root@master01 k8s.yaml]# kubectl get pod -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
centos-797bc57596-fdrnx       1/1     Running   0          6m13s   10.244.1.19   node01   <none>           <none>
myapp-test-5d94dbb4f-hjtjv    1/1     Running   2          7d19h   10.244.2.18   node02   <none>           <none>
nginx-chen-65f47476f8-47wvm   1/1     Running   1          3d2h    10.244.1.18   node01   <none>           <none>
nginx-chen-699bd94c4f-rrhjs   1/1     Running   1          3d2h    10.244.2.20   node02   <none>           <none>
nginx2-8655748cf-b7kbx        1/1     Running   0          36s     10.244.2.32   node02   <none>           <none>
nginx2-8655748cf-kjsqr        1/1     Running   0          65s     10.244.2.30   node02   <none>           <none>
nginx2-8655748cf-sgr48        1/1     Running   0          37s     10.244.2.31   node02   <none>           <none>

指定标签：在spec参数设置当中加入nodeSelector字段

[root@master01 k8s.yaml]# kubectl get nodes --show-labels
查看标签
[root@master01 k8s.yaml]# kubectl label nodes master01 test1=a
node/master01 labeled
[root@master01 k8s.yaml]# kubectl label nodes node01 test2=b
node/node01 labeled
[root@master01 k8s.yaml]# kubectl label nodes node02 test2=c
node/node02 labeled
修改标签
[root@master01 k8s.yaml]# kubectl get nodes --show-labels
NAME       STATUS   ROLES                  AGE   VERSION    LABELS
master01   Ready    control-plane,master   11d   v1.20.15   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=master01,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/control-plane=,node-role.kubernetes.io/master=,test1=a
node01     Ready    <none>                 11d   v1.20.15   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node01,kubernetes.io/os=linux,test2=b
node02     Ready    <none>                 11d   v1.20.15   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node02,kubernetes.io/os=linux,test2=c

kubectl get nodes --show-labels
#查看node的标签
kubectl label nodes 节点名 标签名
#给node节点创建标签。
kubectl label nodes 节点名 标签名-
#删除标签
kubectl label nodes 节点名 标签名 --overwrite
#覆盖标签


apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx1
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
       nodeSelector:
#声明指定标签部署
        test1: a
#声明指定标签选择node节点
       containers:
       - image: nginx:1.22
         name: nginx1

In：在，选择的标签值，在node节点上存在

硬策略

这里是硬策略
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx1
  name: nginx1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
      affinity:
#选择亲和性部署方式：
        nodeAffinity:
#选择的是node节点的亲和性：
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
#选择了亲和性的策略，nodeSelectorTerms指你要选择哪个node作为硬策略，匹配的节点的#标签
            - matchExpressions:
#定义一个符合我要选择的node节点的信息
              - key: test3
                operator: In
#指定键值对的算法，如果使用In那么后面一定要跟values
                values:
                - c
#标签的值为  c

NotIn：不在，选择label的值不在node节点上

硬策略

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx1
  name: nginx1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
      affinity:
#选择亲和性部署方式：
        nodeAffinity:
#选择的是node节点的亲和性：
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
#选择了亲和性的策略，nodeSelectorTerms指你要选择哪个node作为硬策略，匹配的节点的#标签
            - matchExpressions:
#定义一个符合我要选择的node节点的信息
              - key: test3
                operator: NotIn
#指定键值对的算法
                values:
                - c
#标签的值为  c
只要不是test3，值为c的node节点都可以部署

硬策略：Gt

RequiredDuringSchedulinglgnoredDuringExecution硬策略：

选择pod时，申明了node01，我是硬策略，必须满足硬策略的条件，必须部署在node01，强制性要求

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx1
  name: nginx1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: memory
                operator: Gt
                values:
                - "612"
#硬策略，选择的节点要为 memory 且必须要大于 612 ，值不能为小数点

Exits：存在，选择标签对象，值不考虑，使用了Exits就不能使用values

硬策略

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx1
  name: nginx1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: memory
                operator: Exists

[root@master01 k8s.yaml]# kubectl label nodes master01 memory-
这里删掉了master01的memory标签
这里是用硬策略，Exists指定key标签 memory 必须为存在，才会在该节点上部署，之前已经删除掉了，所以只会在node1 和node2上部署

DoesNotExist：选择不具有指定标签的对象，值不考虑

硬策略

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx1
  name: nginx1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: memory
                operator: DoesNotExist

这里改成只要有memory标签就不部署
[root@master01 k8s.yaml]# kubectl label nodes master01 memory=612
这里把master01 的memory加回来，也就是三个node节点都有memory，按硬性条件来说理论上应该三个节点都不部署，如果把memory加回来，他会立刻部署，pending状态一直会寻找符合条件的node节点，一旦有了符合条件，会立刻部署

软策略：

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution软策略：

选择node节点时，我声明了我最好能部署在node01，软策略会尽量满足这个条件，不一定会完全部署在node1节点

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx1
  name: nginx1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
      affinity:
        nodeAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
#指定为软策略
          - weight: 1
#这里要加权重
            preference:
#选择节点的倾向，尽量满足要求而非一定倾向于下面的 memory，但不是一定
              matchExpressions:
#定义一个符合我要选择的node节点信息
              - key: memory
                operator: DoesNotExist

这里三个节点都有memory，而最终结果表示选择了node1和node2
[root@master01 k8s.yaml]# kubectl get pod
[root@master01 k8s.yaml]# kubectl get pod -o wide

软策略权重

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx1
  name: nginx1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
      affinity:
        nodeAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
#指定为软策略
          - weight: 1
#这里要加权重
            preference:
#选择节点的倾向，尽量满足要求而非一定倾向于下面的 memory，但不是一定
              matchExpressions:
#定义一个符合我要选择的node节点信息
              - key: memory
                operator: In
                values:
                - "1000"
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - weight: 10
            preference:
              matchExpressions:
              - key: memory
                operator: In
                values:
                - "500"

存在两个软策略，尽量部署在权重高选择的节点上

软条件跟硬条件一块出现的情况

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx1
  name: nginx1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.22
        name: nginx
      affinity:
        nodeAffinity:
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - weight: 1
            preference:
              matchExpressions:
              - key: memory
                operator: In
                values:
                - "1000"
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: memory
                operator: In
                values:
                - "500"

软条件和硬条件一块出现，要先满足硬条件，再满足软条件，硬条件无法满足则不会执行软策略，一般再一个文件中指定一个策略，有需求则指定硬策略，比如nginx负载均衡挂了一个可以使用硬策略强制

	两种亲和性：node节点亲和性和 Pod亲和性
Node节点的亲和性	preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution软策略：选择node节点时，我声明了我最好能部署在node01，软策略会尽量满足这个条件，不一定会完全部署在node1节点
	RequiredDuringSchedulinglgnoredDuringExecution硬策略：选择pod时，申明了node01，我是硬策略，必须满足硬策略的条件，必须部署在node01，强制性要求
Pod的亲和性	preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution软策略：要求调度器将pod调度到其他pod的亲和性匹配的节点上，可以是，也可以不是，尽量满足
	RequiredDuringSchedulinglgnoredDuringExecution硬策略：要求调度器想pod调度到其他pod的亲和性匹配的节点上，必须是pod nginx1 node01

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