在 Kubernetes 中，Pod 的默認調(diào)度由 kube-scheduler 負責，其核心目標是將 Pod 公平、高效地分配到集群節(jié)點上，同時滿足 Pod 和節(jié)點的各種約束條件。

默認調(diào)度策略是一系列內(nèi)置規(guī)則的組合，無需用戶顯式配置即可生效。

一、默認調(diào)度流程

kube-scheduler 的調(diào)度過程分為兩個主要階段：

• 過濾（Filtering）：從所有節(jié)點中篩選出滿足 Pod 基本要求的節(jié)點（稱為 “可行節(jié)點”）。
• 打分（Scoring）：對可行節(jié)點進行評分，選擇得分最高的節(jié)點調(diào)度 Pod。

二、核心默認策略詳解

1. 過濾階段（必須滿足的條件）

過濾階段會排除不滿足 Pod 需求的節(jié)點，核心規(guī)則包括：

• PodFitsResources檢查節(jié)點是否有足夠的 CPU、內(nèi)存等資源，滿足 Pod 的 resources.requests 配置。例：若 Pod 請求 1 CPU 和 1Gi 內(nèi)存，節(jié)點剩余資源不足則被過濾。
• PodFitsHostPorts檢查 Pod 聲明的 hostPort 是否在節(jié)點上未被占用。例：若 Pod 需要 hostPort: 80，節(jié)點 80 端口已被占用則被過濾。
• PodFitsHost若 Pod 配置了 spec.nodeName（指定節(jié)點名稱），僅保留該節(jié)點。
• NodeSelectorMatches若 Pod 配置了 spec.nodeSelector（節(jié)點標簽選擇器），僅保留匹配標簽的節(jié)點。例：nodeSelector: {env: prod} 僅保留有 env=prod 標簽的節(jié)點。
• NoDiskConflict避免 Pod 掛載的本地存儲卷（如 hostPath）在節(jié)點上存在沖突。
• CheckNodeTaints檢查節(jié)點的污點（Taint）是否被 Pod 的容忍（Toleration）匹配。默認規(guī)則：若節(jié)點有污點且 Pod 無對應(yīng)容忍，則該節(jié)點被過濾。
• CheckNodeAffinity若 Pod 配置了 節(jié)點親和性（NodeAffinity），僅保留滿足親和性規(guī)則的節(jié)點。

2. 打分階段（優(yōu)先選擇的條件）

在過濾后的可行節(jié)點中，調(diào)度器會對節(jié)點打分（0-10 分），得分最高的節(jié)點被選中。

默認打分規(guī)則包括：

• LeastRequestedPriority（默認權(quán)重最高）優(yōu)先選擇資源利用率最低的節(jié)點（CPU 和內(nèi)存剩余比例最高）。計算公式：(1 - (節(jié)點已用CPU/節(jié)點總CPU)) * 5 + (1 - (節(jié)點已用內(nèi)存/節(jié)點總內(nèi)存)) * 5目的：平衡節(jié)點負載，避免資源過度集中。
• BalancedResourceAllocation優(yōu)先選擇 CPU 和內(nèi)存利用率最均衡的節(jié)點（避免某類資源過度使用）。例：CPU 用 30% 且內(nèi)存用 30% 的節(jié)點，優(yōu)于 CPU 用 10% 但內(nèi)存用 50% 的節(jié)點。
• NodePreferAvoidPodsPriority避免將 Pod 調(diào)度到標記了 node.kubernetes.io/prefer-avoid-pods 注解的節(jié)點（通常用于避免干擾關(guān)鍵節(jié)點）。
• SelectorSpreadPriority盡量將同一 Service、StatefulSet 或 ReplicaSet 的 Pod 分散到不同節(jié)點（通過標簽選擇器識別關(guān)聯(lián) Pod）。目的：提高服務(wù)可用性，避免單點故障。
• NodeAffinityPriority若 Pod 配置了 偏好性節(jié)點親和性（PreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution），按規(guī)則對節(jié)點加分。例：偏好 zone=us-west 標簽的節(jié)點，匹配的節(jié)點會獲得額外分數(shù)。
• TaintTolerationPriority對 Pod 容忍節(jié)點污點的情況進行打分，容忍的污點越少，得分越高（盡量避免調(diào)度到有污點的節(jié)點）。

三、默認策略的特點

1. 無感知調(diào)度：默認策略不依賴用戶配置，完全基于集群資源和 Pod 基本需求調(diào)度。
2. 負載均衡：通過 LeastRequestedPriority 和 BalancedResourceAllocation 平衡節(jié)點資源使用。
3. 高可用傾向：通過 SelectorSpreadPriority 分散關(guān)聯(lián) Pod，降低單點風險。
4. 可擴展性：默認策略可通過 調(diào)度配置文件（scheduler-config.yaml） 自定義（如調(diào)整權(quán)重、禁用某些規(guī)則）。

四、驗證默認調(diào)度行為

可以通過 kubectl describe pod <pod-name> 查看 Pod 的調(diào)度決策細節(jié)：

kubectl describe pod my-pod | grep -A 10 "Events:"

輸出中會顯示調(diào)度器選擇節(jié)點的原因，例如：

Events:
  Type    Reason     Age   From               Message
  ----    ------     ----  ----               -------
  Normal  Scheduled  5s    default-scheduler  Successfully assigned default/my-pod to node-1

若要查看更詳細的打分過程，可開啟 kube-scheduler 的調(diào)試日志（通過 --v=4 啟動參數(shù)）。

總結(jié)

Kubernetes 的默認調(diào)度策略是一套兼顧資源效率、負載均衡和高可用性的規(guī)則集合，核心邏輯是：

1. 先過濾：排除不滿足 Pod 基本需求（資源、標簽、污點等）的節(jié)點。
2. 再打分：優(yōu)先選擇資源充足、負載均衡且符合偏好的節(jié)點。

如果默認策略無法滿足需求（如特定業(yè)務(wù)需要調(diào)度到 GPU 節(jié)點），可通過 親和性規(guī)則、調(diào)度器擴展 或 自定義調(diào)度器 調(diào)整。

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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