Golang开发K8s调度器 自定义调度策略

自定义调度器通过监听未绑定Pod并基于特定策略将其绑定到节点,使用Go可实现简单调度器或通过调度框架扩展复杂逻辑,需注意避免与默认调度器冲突。

golang开发k8s调度器 自定义调度策略

在 Kubernetes 中,调度器负责将 Pod 分配到合适的节点上运行。虽然默认调度器已经支持很多策略(如资源请求、亲和性、污点容忍等),但在某些特定场景下,我们需要更精细的控制。Go 语言作为 Kubernetes 的主要开发语言,非常适合用来开发自定义调度器或扩展调度策略。

自定义调度器的基本原理

Kubernetes 调度器本质上是一个监听未绑定 Pod 的控制器。当发现 Pod 的 spec.nodeName 为空时,它会根据预设策略选择一个最合适的节点,并通过调度绑定(Binding)操作将 Pod 分配过去。

开发自定义调度器的关键点:

实现自己的调度逻辑,监听 Pod 事件调用 Kubernetes API 获取集群节点和资源状态执行 scheduler binding 将 Pod 绑定到目标节点避免与默认调度器冲突:设置 spec.schedulerName

使用 Go 实现一个简单的自定义调度器

下面是一个使用 Go 编写的极简自定义调度器示例,它将 Pod 调度到标签包含 role=special 的节点上。

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// main.gopackage main

import (“context””log””time”

corev1 “k8s.io/api/core/v1″metav1 “k8s.io/apimachinery/pkg/apis/meta/v1″”k8s.io/client-go/kubernetes””k8s.io/client-go/rest””k8s.io/client-go/tools/cache””k8s.io/client-go/tools/clientcmd”)

func getClient() (*kubernetes.Clientset, error) {// 在集群内运行用 in-cluster config,本地调试用 kubeconfigconfig, err := rest.InClusterConfig()if err != nil {config, err = clientcmd.BuildConfigFromFlags(“”, “/path/to/kubeconfig”)if err != nil {return nil, err}}return kubernetes.NewForConfig(config)}

func schedulePod(client kubernetes.Clientset, pod corev1.Pod) error {// 查找带有 role=special 标签的节点nodes, err := client.CoreV1().Nodes().List(context.TODO(), metav1.ListOptions{LabelSelector: “role=special”,})if err != nil || len(nodes.Items) == 0 {log.Printf(“No suitable node found for pod %s”, pod.Name)return err}

nodeName := nodes.Items[0].Namebinding := &corev1.Binding{ObjectMeta: metav1.ObjectMeta{Namespace: pod.Namespace, Name: pod.Name},Target: corev1.ObjectReference{Kind: “Node”, APIVersion: “v1”, Name: nodeName},}

return client.CoreV1().Pods(pod.Namespace).Bind(context.TODO(), pod.Name, binding, metav1.CreateOptions{})}

func main() {client, err := getClient()if err != nil {log.Fatal(err)}

podListWatcher := cache.NewListWatchFromClient(client.CoreV1().RESTClient(),”pods”,corev1.NamespaceDefault,nil,)

_, controller := cache.NewInformer(podListWatcher,&corev1.Pod{},0,cache.ResourceEventHandlerFuncs{AddFunc: func(obj interface{}) {pod := obj.(*corev1.Pod)// 只处理未调度且使用本调度器的 Podif pod.Spec.NodeName == “” && pod.Spec.SchedulerName == “my-scheduler” {log.Printf(“Scheduling pod: %s”, pod.Name)if err := schedulePod(client, pod); err != nil {log.Printf(“Failed to schedule pod %s: %v”, pod.Name, err)} else {log.Printf(“Pod %s scheduled to node %s”, pod.Name, pod.Spec.NodeName)}}},},)

log.Println(“Starting custom scheduler…”)controller.Run(context.TODO().Done())}

编译并打包成镜像后,通过 Deployment 部署到集群中即可运行。

扩展调度策略:实现复杂调度逻辑

更高级的调度需求可能包括:

基于节点自定义指标(如 GPU 温度、负载)跨 AZ 容灾调度优先调度到空闲节点(Bin Packing 或 Spread)结合外部系统(如 CMDB、成本系统)决策

实现方式建议:

使用 MultipleScheduler 模式,多个调度器共存通过 Pod.Spec.SchedulerName 指定使用哪个调度器集成 Metrics ServerCustom Metrics API 获取实时数据使用 Descheduler 配合实现动态再平衡

使用调度框架(Scheduling Framework)进行插件化扩展

Kubernetes 1.15+ 引入了调度框架,允许以插件形式扩展调度器。相比完全自研调度器,这种方式更安全、更易维护。

你可以通过 Go 编写以下类型的插件:

QueueSort:定义 Pod 在调度队列中的排序方式Filter:过滤不满足条件的节点(相当于 Predicates)Score:为节点打分,决定优先级Bind:自定义绑定逻辑

例如,实现一个基于节点标签权重的打分插件:

type NodeAffinityScorer struct{}

func (pl NodeAffinityScorer) Score(ctx context.Context, state framework.CycleState, pod v1.Pod, nodeName string) (int64, framework.Status) {node, err := pl.handle.NodeInfoSnapshot().NodeInfos().Get(nodeName)if err != nil {return 0, framework.NewStatus(framework.Error, err.Error())}

score := int64(0)if val, exists := node.Node().Labels[“performance”]; exists && val == “high” {score = 100}return score, framework.NewStatus(framework.Success)}

注册插件后,通过配置启用:

apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1beta3kind: KubeSchedulerConfigurationprofiles: – schedulerName: my-scheduler plugins: score: enabled: – name: NodeAffinityScorer weight: 10

基本上就这些。Go 配合 Kubernetes 客户端库能高效实现各种调度逻辑,从简单绑定到复杂插件系统都可以覆盖。关键是理解调度生命周期,选择合适的扩展方式。不复杂但容易忽略细节,比如权限、并发、失败重试等。

以上就是Golang开发K8s调度器 自定义调度策略的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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