k8s-调度流程与算法

　　调度器启动时会通过配置文件 File，或者是命令行参数，或者是配置好的 ConfigMap，来指定调度策略。指定要用哪些过滤器 (Predicates)、打分器 (Priorities) 以及要外挂哪些外部扩展的调度器 (Extenders)，和要使用的哪些 Schedule 的扩展点 (Plugins)。

　　启动的时候会通过 kube-apiserver 去 watch 相关的数据，通过 Informer 机制将调度需要的数据 ：Pod 数据、Node 数据、存储相关的数据，以及在抢占流程中需要的 PDB 数据，和打散算法需要的 Controller-Workload 数据。

　　过滤器，它可以分为四类：存储相关　　Pode 和 Node 匹配相关　　Pod 和 Pod 匹配相关　　Pod 打散相关

 　　存储相关的几个过滤器的功能：

1. NoVolumeZoneConfict，校验 pvc 上要求的 zone 是否和 Node 的 zone 匹配；
2. MaxCSIVolumeCountPred，由于服务提供方对每个节点的单机最大挂载磁盘数是有限制的，所有这个是用来校验 pvc 上指定的 Provision 在 CSI plugin 上报的单机最大挂盘数；
3. CheckVolumeBindingPred，在 pvc 和 pv 的 binding 过程中对其进行逻辑校验；
4. NoDiskConfict，SCSI 存储不会被重复的 volume。

　　Pod 和 Node 匹配相关

1. CheckNodeCondition，在 node 节点上有一个 Condition 的 type 值是不是 true，如果是 true 这个节点才会允许被调度；
2. CheckNodeUnschedulable，在 node 节点上有一个 NodeUnschedulable 的标记，我们可以通过 kube-controller 对这个节点直接标记为不可调度，那这个节点就不会被调度了。在 1.16 的版本里，这个 Unschedulable 已经变成了一个 Taints。也就是说需要校验一下 Pod 上打上的 Tolerates 是不是可以容忍这个 Taints；
3. PodToleratesNodeTaints，就是 Pod Tolerates 和 Node Taints 是否匹配；
4. PodFitsHost，其实就是 Host 校验；
5. MatchNodeSelector。

　　Pod 和 Pod 匹配相关

　　　　MatchinterPodAffinity：主要是 PodAffinity 和 PodAntiAffinity 的校验逻辑。

　　Pod 打散相关

1. EvenPodsSpread；
2. CheckServiceAffinity。

　　打分算法主要解决的问题就是集群的碎片、容灾、水位、亲和、反亲和等

　　　　资源相关：优先打散　　优先堆叠　　碎片率　　指定比率

　　　　容灾相关：支持符合条件的一组 Pod 在不同 topology 上部署的 spread 需求  SelectorSpreadPriority　　ServiceSpreadingPriority　　EvenPodsSpreadPriority

　　　　亲和相关：NodeAffinityPriority　　ServiceAntiAffinity　　NodeLabelPrioritizer　　ImageLocalityPriority　　InterPodAffinityPriority　　NodePreferAvoidPodsPriority

　　

　　扩展点的主要用途主要有以下几个

• QueueSort：用来支持自定义 Pod 的排序。如果指定 QueueSort 的排序算法，在调度队列里面就会按照指定的排序算法来进行排序；
• Prefilter：对 Pod 的请求做预处理，比如 Pod 的缓存，可以在这个阶段设置；
• Filter：就是对 Filter 做扩展，可以加一些自己想要的 Filter，比如说刚才提到的 gpu-shared 可以在这里面实现；
• PostFilter：可以用于 logs/metircs，或者是对 Score 之前做数据预处理。比如说自定义的缓存插件，可以在这里面做；
• Score：就是打分插件，通过这个接口来实现增强；
• Reserver：对有状态的 plugin 可以对资源做内存记账；
• Permit：wait、deny、approve，可以作为 gang 的插入点。这个可以对每个 pod 做等待，等所有 Pod 都调度成功、都达到可用状态时再去做通行，假如一个 pod 失败了，这里可以 deny 掉；
• PreBind：在真正 bind node 之前，执行一些操作，例如：云盘挂载盘到 Node 上；
• Bind：一个 Pod 只会被一个 BindPlugin 处理；
• PostBind：bind 成功之后执行的逻辑，比如可以用于 logs/metircs；
• Unreserve：在 Permit 到 Bind 这几个阶段只要报错就回退。比如说在前面的阶段 Permit 失败、PreBind 失败， 都会去做资源回退。