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概念

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调度器性能调优

FEATURE STATE: Kubernetes 1.12 alpha
该功能目前处于 alpha 状态，意味着：

  • 版本名称包含 alpha（例如 v1alpha1）。
  • 可能存在问题，启用该功能可能会暴露 bug。默认情况下被禁用。
  • 对该功能的支持可能在任何时候被取消，而不另行通知。
  • API 可能会在以后的软件版本中以不兼容的方式被更改，而不另行通知。
  • 建议仅在短期测试集群中使用该功能，这是因为使用该功能会增加出现 bug 的风险，而且缺乏长期支持。

Kube-scheduler 是 Kubernetes 的默认调度器。负责将 Pods 安排到集群中的节点上。 集群中达到 Pod 调度要求的节点也被称为这个 Pod 的“可行性”节点。 调度器首先找出 Pod 的可行性节点，然后运行一套打分函数来为可行性节点打分， 最后挑选出分数最高的可行性节点来运行 Pod。随后，调度器将这个决定通知给 API 服务器， 这个通知流程叫做“绑定”（”Binding”）。

可行性打分的节点比例

在 Kubernetes 1.12 之前， Kube-scheduler 曾经是检查集群中所有节点的可行性，并为它们依次打分。 而在 Kubernetes 1.12 中加入了一项新的功能，允许调度器在找到足够合适的可行性节点之后，停止搜索。 这项功能将提高调度器在大型集群应用中的性能。这是一个比例参数，通过一个名为 percentageOfNodesToScore 的配置选项， 指明了集群大小中的比例。参数值范围在 1 到 100 之间。其它的数值将被认为是 100%。 选项的默认值为 50%。集群管理员也可以在调度器的配置文件中，提供不同数值来做修改。 但可能也并不需要修改这个值。

apiVersion: componentconfig/v1alpha1
kind: KubeSchedulerConfiguration
algorithmSource:
  provider: DefaultProvider

...

percentageOfNodesToScore: 50
Note:

注意：如果集群中可行性节点的数量为 0 或者小于 50 个，调度器还是会检查所有的节点， 仅仅是因为没有足够多的可行性节点让调度器终止搜索。

可以将 percentageOfNodesToScore 设置为 100 来禁止这项功能。

调优 percentageOfNodesToScore

percentageOfNodesToScore 的数值必须在 1 到 100 之间，默认值为 50。 在内部设计里面，还存在有硬编码的至少 50 个节点的要求。无论 percentageOfNodesToScore 设置如何， 调度器都至少会搜索 50 个节点。换言之，在只有数百个节点的集群中调低这个参数，并不会对调度器搜索可行性节点有影响。 这样设计是经过考虑的，因为在较小的集群中，这个参数并不会显著提升性能。 而在超过 1000 个节点的大型集群中调低这个参数，将会有显著的性能提升。

在设置这个数值时，需要注意一点，如果集群中只有较少的一部分节点进行了可行性检查， 有些节点将不会被作可行性打分。 因而，有运行 Pod 可行性分数更高的节点甚至可能不会到达打分阶段。这会造成一个并不十分理想的安排结果。 正因为如此，这个数值不应该设置得非常低。 一个重要原则就是这个数值不应该小于 30。 更小的数值只应该在应用对调度器的吞吐量十分敏感，而节点的可行性打分相对不重要的前提下使用。 换言之，只要节点适合运行 Pod 就可以安排到该节点上运行。

如果集群只有数百个节点，我们不建议将参数值调到比默认值低。因为这并不能显著提升调度器的性能。

调度器是如何遍历节点的

这一节是为那些希望了解这项功能内部细节的人准备的。

为了让集群中所有的节点都有平等的机会被考虑运行 Pods，调度器需要以轮转的方式遍历所有的节点。 你可以这样理解：所有节点都在记录在某数组之中，调度器从数组的一端开始检查节点的可行性，直到找到 percentageOfNodesToScore 指明的、足够多的节点。对于下一个 pod，调度器将从前一个 Pod 的结束节点开始，继续开始搜索。

如果节点在不同的区域，调度器也将遍历不同区域的所有节点，保证不同区域的节点都会被考虑在列。 例如，如果六个节点分布在两个区域：

Zone 1: Node 1, Node 2, Node 3, Node 4
Zone 2: Node 5, Node 6

调度器将会按照下面的顺序来对所有的节点进行可行性检查：

Node 1, Node 5, Node 2, Node 6, Node 3, Node 4

当遍历完所有的节点后，会重新从 Node 1 开始搜索。

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