CN111352717B - 一种实现kubernetes自定义调度器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现kubernetes自定义调度器的方法，将Pod事件存入到队列中，并根据Pod资源Yaml配置中的“schedulerName”字段过滤掉不需要调度的Pod；指定应用创建的Pod绑定到指定工作节点的配置；将管理员配置的Pod绑定节点的配置格式化之后，提交到Etcd集群中；将Statefulset资源提交到Kubernetes集群中；判断是否需要调度该Pod；本发明涉及容器编排技术领域。该实现kubernetes自定义调度器的方法，当Pod重建时，该Statefulset创建的Pod依然会调度到该节点之上运行，保证挂载在工作节点上的数据Pod依然能够读取到，当要将指定Pod绑定到新的工作节点之上时，通过容器云平台修改绑定配置，自定义调度器会根据该Pod新的绑定配置，将Pod绑定到新的工作节点之上运行，能够满足实际的使用需求。

Description

一种实现kubernetes自定义调度器的方法
技术领域
本发明涉及容器编排技术领域，具体为一种实现kubernetes自定义调度器的方法。
背景技术
Kubernetes是一个可移植的、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务，可促进声明式配置和自动化，Kubernetes拥有一个庞大且快速增长的生态系统，Kubernetes的服务、支持和工具广泛可用，Kubernetes作为一款通用的容器编排平台，能够根据集群中节点资源使用情况以及配置的调度算法，将Pod调度到最优的工作节点之上进行运行，负责Pod的调度工作的为调度器，调度器根据配置调度的算法与策略将Pod调度到指定工作节点之上。
在日常常见的使用场景中，Kubernetes调度器可以基本满足业务需求，例如：调度Pod到资源充足的节点上运行、调度Pod分散到不同节点使集群节点资源均衡、根据标签配置调度Pod到指定范围的工作节点之上、根据反亲和性将Pod不调度到指定的节点之上等，由于Kubernetes集群之上需要部署种类繁多的应用服务，运行不同应用的Pod对其所运行的节点有着不同的要求，其中，在应用对磁盘IO要求较高或Pod中的数据需要持久化时，需要将Pod中指定目录的数据挂载到工作节点之上，以达到减少容器文件系统带来的IO损耗与数据持久化的效果，由于Kubernetes管理Pod时，具备Pod自动迁移、Pod滚动升级、Pod故障自动重启等特点，在Pod自动迁移过程中，会导致挂载在工作节点上的数据丢失，在这一类有状态应用使用的场景下，默认调度器提供的调度算法策略并不能满足实际需求，因此，基于Kubernetes中原生调度器的使用方式存在缺陷，需要改进。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种实现kubernetes自定义调度器的方法，解决了挂载在工作节点上的数据丢失,基于Kubernetes中原生调度器的使用方式存在缺陷，需要改进的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种实现kubernetes自定义调度器的方法，具体包括以下步骤：
S1、启动自定义调度器程序时，会通过Watch API机制连接到Kube-apiserver服务，实时监控Kubernetes集群中新建Pod产生的事件，将Pod事件存入到队列中，并根据Pod资源Yaml配置中的“schedulerName”字段过滤掉不需要调度的Pod；
S2、管理员通过容器云平台创建应用，当创建应用时，指定应用创建的Pod绑定到指定工作节点的配置，用于将需要持久化数据到工作节点上的Pod与对应的工作节点进行绑定；
S3、当容器云平台接收到应用创建请求时，将管理员配置的Pod绑定节点的配置格式化之后，提交到Etcd集群中；
S4、根据管理员指定的配置，格式化生成Statefulset资源的配置文件并指定“schedulerName”字段的值为自定义调度器的名称，而后，调用Kube-apiserver的接口，将Statefulset资源提交到Kubernetes集群中；
S5、当Kubernetes集群根据Statefulset配置生成Pod资源时，自定义调度器获取到该Pod资源配置，通过获取Pod中自定义的调度器名称，判断是否需要调度该Pod，当调度器名称与Pod中指定的调度器名称一致时，确定该Pod由本调度器执行调度操作；
S6、调度器根据Pod的名称和Pod的Namespace值，到Etcd集群中查询该Pod配置的绑定节点配置，如果Etcd集群中没有到该Pod绑定节点的配置，则不执行绑定操作，并进行重新调度；
S7、当被绑定节点上的Kubelet服务接收到Pod绑定请求后，执行Pod创建流程，至此完成Pod的创建流程。
优选的，所述步骤S3中的配置内容包括：Pod名称和Pod的Namespace名称和绑定的工作节点名称，自定义的调度器根据该配置文件内容执行Pod的绑定操作。
优选的，所述步骤S4中Kubernetes集群中默认的调度器实例为Kube-scheduler，调度器的名称为“default-scheduler”。
优选的，所述步骤S6中，自定义的调度器在将Pod调度到指定的工作节点之上时，会从Etcd集群中获取该Pod绑定节点的配置，根据该配置，将Pod调度到用户指定工作节点之上运行。
优选的，所述步骤S6中，当获取到Pod的绑定节点配置之后，从配置内容中获取到工作节点的名称，创建Kubernetes中的“Binding”资源，将Pod绑定到指定的工作节点上运行。
（三）有益效果
本发明提供了一种实现kubernetes自定义调度器的方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该实现kubernetes自定义调度器的方法，具体包括以下步骤：S1、启动自定义调度器程序时，会通过Watch API机制连接到Kube-apiserver服务，实时监控Kubernetes集群中新建Pod产生的事件，将Pod事件存入到队列中，并根据Pod资源Yaml配置中的“schedulerName”字段过滤掉不需要调度的Pod；S2、管理员通过容器云平台创建应用，当创建应用时，指定应用创建的Pod绑定到指定工作节点的配置，用于将需要持久化数据到工作节点上的Pod与对应的工作节点进行绑定；S3、当容器云平台接收到应用创建请求时，将管理员配置的Pod绑定节点的配置格式化之后，提交到Etcd集群中；S4、根据管理员指定的配置，格式化生成Statefulset资源的配置文件并指定“schedulerName”字段的值为自定义调度器的名称，而后，调用Kube-apiserver的接口，将Statefulset资源提交到Kubernetes集群中；S5、当Kubernetes集群根据Statefulset配置生成Pod资源时，自定义调度器获取到该Pod资源配置，通过获取Pod中自定义的调度器名称，判断是否需要调度该Pod，当调度器名称与Pod中指定的调度器名称一致时，确定该Pod由本调度器执行调度操作；S6、调度器根据Pod的名称和Pod的Namespace值，到Etcd集群中查询该Pod配置的绑定节点配置，如果Etcd集群中没有到该Pod绑定节点的配置，则不执行绑定操作，并进行重新调度；S7、当被绑定节点上的Kubelet服务接收到Pod绑定请求后，执行Pod创建流程，至此完成Pod的创建流程，Etcd集群中存放的调度配置内容格式为Pod的名称与工作节点名称一一对应，当Pod重建时，该Statefulset创建的Pod依然会调度到该节点之上运行，保证挂载在工作节点上的数据Pod依然能够读取到，可靠性更高，当要将指定Pod绑定到新的工作节点之上时，通过容器云平台修改绑定配置，自定义调度器会根据该Pod新的绑定配置，将Pod绑定到新的工作节点之上运行，能够满足实际的使用需求。
附图说明
图1为本发明工作流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案：一种实现kubernetes自定义调度器的方法，具体包括以下步骤：
S1、启动自定义调度器程序时，会通过Watch API机制连接到Kube-apiserver服务，实时监控Kubernetes集群中新建Pod产生的事件，将Pod事件存入到队列中，并根据Pod资源Yaml配置中的“schedulerName”字段过滤掉不需要调度的Pod；
S2、管理员通过容器云平台创建应用，当创建应用时，指定应用创建的Pod绑定到指定工作节点的配置，用于将需要持久化数据到工作节点上的Pod与对应的工作节点进行绑定；
S3、当容器云平台接收到应用创建请求时，将管理员配置的Pod绑定节点的配置格式化之后，提交到Etcd集群中；
S4、根据管理员指定的配置，格式化生成Statefulset资源的配置文件并指定“schedulerName”字段的值为自定义调度器的名称，而后，调用Kube-apiserver的接口，将Statefulset资源提交到Kubernetes集群中；
S5、当Kubernetes集群根据Statefulset配置生成Pod资源时，自定义调度器获取到该Pod资源配置，通过获取Pod中自定义的调度器名称，判断是否需要调度该Pod，当调度器名称与Pod中指定的调度器名称一致时，确定该Pod由本调度器执行调度操作，在Kubernetes集群中自定义的调度器是一个独立的服务端程序，用于将新创建的Pod绑定到指定的工作节点之上；
S6、调度器根据Pod的名称和Pod的Namespace值，到Etcd集群中查询该Pod配置的绑定节点配置，如果Etcd集群中没有到该Pod绑定节点的配置，则不执行绑定操作，并进行重新调度；
S7、当被绑定节点上的Kubelet服务接收到Pod绑定请求后，执行Pod创建流程，至此完成Pod的创建流程。
本发明中，步骤S3中的配置内容包括：Pod名称和Pod的Namespace名称和绑定的工作节点名称，自定义的调度器根据该配置文件内容执行Pod的绑定操作。
本发明中，步骤S4中Kubernetes集群中默认的调度器实例为Kube-scheduler，调度器的名称为“default-scheduler”,当创建Pod时，在Pod中的Yaml配置中会通过“schedulerName”指定负责该Pod调度的调度器实例，当调度器实例接收到请求时，会首先获取Pod中指定的“schedulerName”的值，并与调度器的名称进行对比，当名称匹配时，会根据调度算法将Pod与指定的节点进行绑定，而后由对应工作节点上的Kubelet创建该Pod。
本发明中，步骤S6中，自定义的调度器在将Pod调度到指定的工作节点之上时，会从Etcd集群中获取该Pod绑定节点的配置，根据该配置，将Pod调度到用户指定工作节点之上运行,Etcd集群中存放的调度配置内容格式为Pod的名称与工作节点名称一一对应，当Pod重建时，该Statefulset创建的Pod依然会调度到该节点之上运行，保证挂载在工作节点上的数据Pod依然能够读取到,默认的Kube-scheduler由独立的调度算法进行调度计算，用户无法直接指定Pod绑定到指定的节点之上。
本发明中，步骤S6中，当获取到Pod的绑定节点配置之后，从配置内容中获取到工作节点的名称，创建Kubernetes中的“Binding”资源，将Pod绑定到指定的工作节点上运行。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种实现kubernetes自定义调度器的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、启动自定义调度器程序时，会通过Watch API机制连接到Kube-apiserver服务，实时监控Kubernetes集群中新建Pod产生的事件，将Pod事件存入到队列中，并根据Pod资源Yaml配置中的“schedulerName”字段过滤掉不需要调度的Pod；
S2、管理员通过容器云平台创建应用，当创建应用时，指定应用创建的Pod绑定到指定工作节点的配置，用于将需要持久化数据到工作节点上的Pod与对应的工作节点进行绑定；
S3、当容器云平台接收到应用创建请求时，将管理员配置的Pod绑定节点的配置格式化之后，提交到Etcd集群中；
S4、根据管理员指定的配置，格式化生成Statefulset资源的配置文件并指定“schedulerName”字段的值为自定义调度器的名称，而后，调用Kube-apiserver的接口，将Statefulset资源提交到Kubernetes集群中；
S5、当Kubernetes集群根据Statefulset配置生成Pod资源时，自定义调度器获取到该Pod资源配置，通过获取Pod中自定义的调度器名称，判断是否需要调度该Pod，当调度器名称与Pod中指定的调度器名称一致时，确定该Pod由本调度器执行调度操作；
S6、调度器根据Pod的名称和Pod的Namespace值，到Etcd集群中查询该Pod配置的绑定节点配置，如果Etcd集群中没有到该Pod绑定节点的配置，则不执行绑定操作，并进行重新调度；
S7、当被绑定节点上的Kubelet服务接收到Pod绑定请求后，执行Pod创建流程，至此完成Pod的创建流程。
2.根据权利要求1所述的一种实现kubernetes自定义调度器的方法，其特征在于：所述步骤S3中的配置内容包括：Pod名称和Pod的Namespace名称和绑定的工作节点名称，自定义的调度器根据该配置文件内容执行Pod的绑定操作。
3.根据权利要求1所述的一种实现kubernetes自定义调度器的方法，其特征在于：所述步骤S4中Kubernetes集群中默认的调度器实例为Kube-scheduler，调度器的名称为“default-scheduler”。
4.根据权利要求1所述的一种实现kubernetes自定义调度器的方法，其特征在于：所述步骤S6中，自定义的调度器在将Pod调度到指定的工作节点之上时，会从Etcd集群中获取该Pod绑定节点的配置，根据该配置，将Pod调度到用户指定工作节点之上运行。
5.根据权利要求1所述的一种实现kubernetes自定义调度器的方法，其特征在于：所述步骤S6中，当获取到Pod的绑定节点配置之后，从配置内容中获取到工作节点的名称，创建Kubernetes中的“Binding”资源，将Pod绑定到指定的工作节点上运行。
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