Scheduler

Kubernetes 调度器（kube-scheduler） 是整个系统中非常关键的组件，它负责决定 哪个 Pod 应该运行在哪个 Node 上。

下面我会分层、逐步详细说明 K8s 调度流程（以 v1.28+ 为例），并解释背后机制。

🌐 整体架构概览

Kubernetes 调度器主要完成以下职责：

1. 监听待调度的 Pod（即 spec.nodeName 为空的 Pod）
2. 为 Pod 选择最合适的 Node
3. 将绑定结果写回到 apiserver

🧩 一、调度总体流程

Kubernetes 调度流程主要分为三个阶段：

[Pending Pod] --> [Scheduling Queue] 
     ↓
 [PreFilter] → [Filter] → [PostFilter] → [Score] → [Reserve] → [Permit] → [Bind]

1️⃣ 调度入口：监听未绑定的 Pod

• Scheduler 通过 informer 监听所有 Pod 资源。
• 当发现 Pod 没有 spec.nodeName 时，认为它是待调度的。
• Pod 被放入 调度队列（SchedulingQueue） 中。

🧮 二、调度核心阶段详解

🧩 1. PreFilter 阶段

在调度之前，对 Pod 进行一些准备性检查，例如：

• 解析 Pod 所需的资源。
• 检查 PVC、Affinity、Taint/Toleration 是否合理。
• 计算调度所需的 topology spread 信息。

🧠 类似于“预处理”，提前准备好过滤阶段要用的数据。

🧩 2. Filter 阶段（Predicates）

Scheduler 遍历所有可调度的 Node，筛选出满足条件的节点。

常见的过滤插件包括：

🔎 输出结果：

得到一个候选节点列表（通常是几十个或几百个）。

🧩 3. PostFilter 阶段

• 若没有节点符合条件（即调度失败），进入 抢占逻辑（Preemption）。
• 调度器会尝试在某些节点上“抢占”低优先级的 Pod，以便高优先级 Pod 能调度成功。

🧩 4. Score 阶段（优选）

对剩余候选节点进行打分。 每个插件给节点打分（0–100），然后汇总加权。

常见的评分插件：

这些分数会经过 NormalizeScore 标准化到统一范围后求和。

最终输出：

最优节点（Score最高）

🧩 5. Reserve 阶段

暂时在该节点上 预留资源（在调度器内部缓存中标记），防止并发调度冲突。

如果后续失败，会执行 Unreserve 回滚。

🧩 6. Permit 阶段

某些插件可在绑定前再进行校验或等待，例如：

• PodGroup（批调度）
• Scheduler Framework 自定义策略

可能返回：

• Success → 继续绑定
• Wait → 等待事件
• Reject → 放弃调度

🧩 7. Bind 阶段

最终由 Bind 插件 调用 API 将 Pod 绑定到 Node：

spec:
  nodeName: node-123

绑定成功后，kubelet 监听到该 Pod，会拉起容器。

⚙️ 三、调度框架（Scheduler Framework）

K8s 1.19+ 后，调度器是通过 插件化框架 实现的。 每个阶段都有对应的插件点：

你可以通过写一个自定义调度插件（Go）扩展调度逻辑。

🧭 四、调度失败的情况

常见调度失败的原因：

🧠 五、总结