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k8s教程(21)-pod之容灾调度

时间:2022-12-31 11:04:55浏览次数:39  
标签:21 Zone skew 调度 topo 之容灾 容灾 Pod pod


文章目录

  • ​​01 引言​​
  • ​​02 如何实现?​​
  • ​​03 举例​​
  • ​​04 文末​​

01 引言

声明:本文为《Kubernetes权威指南:从Docker到Kubernetes实践全接触(第5版)》的读书笔记

我们可以将​​Pod​​的各种常规调度策略认为是将整个集群视为一个整体,然后进行 “打散或聚合” 的调度。

当我们的集群是为了容灾而建设的跨区域的多中心(多个​​Zone​​)集群,即集群中的节点位于不同区域的机房时,比如:

北京、上海、广 州、武汉,要求每个中心的应用相互容灾备份,又能同时提供服务,此时最好的调度策略就是将需要容灾的应用均匀调度到各个中心,当某个中心出现问题时, 又自动调度到其他中心均匀分布,

​Pod​​的多中心均匀分布调度效果图如下所示(不管每个中心的Nod节点数量如何):

k8s教程(21)-pod之容灾调度_Pod

02 如何实现?

用普通的基于​​Node​​​标签选择的调度方式也可以实现上述效果,比如为每个
Zone都建立一个Deployment,Pod的副本总数除以Zone的数量就是每个分区的
Pod副本数量。但这样做有个问题:如果某个Zone失效,那么这个Zone的Pod就无法迁移到其他Zone。

另外,topology.kubernetes.io/zone就是Kubernetes默认支持的重要拓扑域之
一,那是否可以用Pod的亲和性调度来解决这个问题呢?不能,因为Pod的亲和性 调度用于解决相关联的Pod的调度问题,不能保证被依赖的Pod被均匀调度到多个Zone。

为了满足这种容灾场景下的特殊调度需求,在Kubernetes1.16版本中首次引入Even Pod Spreading特性用于通过topologyKey属性识别Zone,并通过设置新 的参数topologySpreadConstraints来将Pod均匀调度到不同的Zone

03 举例

举个例子, 假如我们的集群被划分为多个​​Zone​​​,我们有一个应用(对应的​​Pod​​​标签为 ​​app=foo​​​)需要在每个​​Zone​​​均匀调度以实现容灾,则可以定义​​YAML​​文件如下:

spec: 
topologySpreadConstraints:
- maxSkew: 1
whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
selector:
matchLabels:
app: foo

在以上YAML定义中,关键的参数是​​maxSkew​​,用于指定Pod在各个​Zone​上调度时能容忍的最大不均衡数

  • 值越大,表示能接受的不均衡调度越大;
  • 值越小,表示各个Zone的Pod数量分布越均匀。

为了理解​​maxSkew​​​,我们需要先理解​​skew​​参数的计算公式:

skew[topo]=count[topo]-min(count[topo])

即每个拓扑区域的skew值都为该区域包括的目标Pod数量与整个拓扑区域最少Pod数量的差,而naxSkew就是最大的skew值。

假如在上面的例子中有3个拓扑区域,分别为Zone A、Zone B及Zone C,有3个目标Pod需要调度到这些拓扑区域,那么前两个毫无疑问会被调度到Zone A和Zone B,Even Pod Spreading调度效果如图所示:

k8s教程(21)-pod之容灾调度_容器化技术_02


那么,第3个​​Pod​​会被调度到哪里呢?我们可以手动计算每个Zone的skew

  • 首先计算出​​min(count[topo])​​是0,对应Zone C;
  • 于是​​Zone A​​的skew=1-0=1,​​Zone B​​的skew=1-0=0,​​Zone C​​的skew=0-0=0,于是第3个Pod应该被放在​​Zone C​​,此时min(count[topo])的值就变成了1,而实际的maxSkew的值为0,符合预期设置;
  • 如果我们把maxSkew设置为2,则在这种情况下,第3个Pod被放在
    ​​​Zone A​​​或​​Zone B​​都是符合要求的。

有了新的Even Pod Spreading调度特性的加持,再加上之前就已成熟的Pod亲和性调度,Kubernetes就可以完美实现特定应用的容灾部署目标了。

具体做法也很简单:将一个应用中需要部署在一起的几个Pod用亲和性调度声明捆绑,然后选 择其中一个Pod,加持Even Pod Spreading调度规则即可。最终的部署效果图如下:

k8s教程(21)-pod之容灾调度_Pod_03

04 文末

本文主要讲解pod的容灾调度的一些概念及例子,希望能帮助到大家,谢谢大家的阅读,本文完!


标签:21,Zone,skew,调度,topo,之容灾,容灾,Pod,pod
From: https://blog.51cto.com/u_15294985/5982021

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