应用扩缩容优先级策略
通过应用扩缩容优先级策略,您可以精细调整Pod在不同类型节点上的扩容和缩容顺序,实现资源管理的最优化。在使用默认扩缩容优先级策略的情况下,扩容过程中Pod优先被调度到包周期的节点,其次被调度到按需计费的节点,最后被调度到virtual-kubelet节点(弹性至CCI);缩容过程中优先删除virtual-kubelet节点(弹性至CCI)的Pod,其次删除按需计费节点上的Pod,最后删除包周期节点上的Pod。
- 针对扩容:集群中新建的Pod,Volcano会按照设定的节点优先级进行调度。
- 针对缩容:指定工作负载时,Volcano会按照设定的节点优先级对其进行打分,用于缩容时决定Pod删除顺序。
约束与限制
- 集群版本为v1.23.11及以上、v1.25.6及以上、v1.27.3及以上,以及其他更高版本集群。
- 集群中需安装Volcano调度器插件(1.12.1及以上版本,并开启应用扩缩容优先级策略开关)。
- 当前扩缩容优先级功能默认支持对Deployment(也间接包括ReplicaSet)生效。若希望对第三方工作负载生效,可以通过高级配置指定,详情请参见配置第三方工作负载应用扩缩容优先级策略。
- 若要使用扩容调度优先级策略,需要将工作负载的spec.schedulerName设置成volcano或者将集群默认调度器设置成volcano。目前对于没有设置资源Requests和Limits属性的工作负载,扩容优先级功能不生效。
- 以使用默认优先级策略为例,调度器在调度工作负载时会按照包周期节点 > 按需节点 > virtual-kubelet节点(弹性至CCI)的优先级进行调度。但由于调度器会从多个维度对调度结果进行考虑,本优先级策略只是其中一个维度,因此无法百分百确保完全实现上述优先级。
- Volcano调度器存在调度性能和调度结果之间的权衡。当集群存在大量可调度节点时,Volcano出于调度性能的考虑会只选择其中一部分节点来进行调度选择,不会计算全局调度最优解,详情请参见社区文档链接。因此该行为与本优先级策略存在冲突,您可以调整Volcano可调度的节点比例,来使得Volcano选择所有节点进行调度。
应用扩缩容优先级策略介绍
开启应用扩缩容优先级策略,将会在集群中新增两类CRD资源,分别为Balancer与BalancerPolicyTemplate,并创建默认的扩缩容优先级策略,详情请参见默认应用扩缩容优先级策略。Volcano插件根据BalancerPolicyTemplate来获取各个节点的优先级,以控制应用扩容时Pod调度的优先级,同时volcano插件基于Balancer和BalancerPolicyTemplate来设置应用缩容时的优先级。
- BalancerPolicyTemplate CRD资源用来进行优先级策略定义。以默认扩缩容优先级策略为例,默认BalancerPolicyTemplate CR资源将会把包周期节点的优先级设置为最高,按需计费节点次之,virtual-kubelet节点(弹性至CCI)设置为最低。
- Balancer CRD资源用来申明扩缩容优先级的作用范围。创建Balancer CR资源时,可以指定某个命名空间下的工作负载作为生效范围,也可以具体指定某个Deployment或者某个ReplicaSet工作负载作为生效范围。
一个Balancer CR资源对应一个BalancerPolicyTemplate CR资源,两者结合共同申明哪些工作负载使用了哪些优先级策略。
插件默认的扩缩容优先级策略通过BalancerPolicyTemplate对象将包周期节点、按需计费节点、virtual-kubelet节点(弹性至CCI)三种类型分成不同的优先级,扩容时,volcano在调度新增Pod时将会考虑这些优先级,优先将Pod调度到优先级高的包周期节点上。
通过Balancer和BalancerPolicyTemplate对象,Volcano插件对Balancer作用范围内的Pod,根据BalancerPolicyTemplate对象定义的优先级分别打上以下注解:
- openvessel.io/workload-balancer-score:表示Pod的分值,对于高优先级节点上的Pod,其对应的分值也相对较大。
- autoscaling.volcano.sh/dominated-by-balancer:表示当前Pod受哪个Balancer对象控制,缩容时会优先缩容分值低的Pod。
如果您原先的Pod已经存在社区支持的controller.kubernetes.io/pod-deletion-cost注解,那么缩容时将会按照该值定义的优先级来进行缩容。当两个Pod对应controller.kubernetes.io/pod-deletion-cost值相同时,才会按照openvessel.io/workload-balancer-score注解定义的优先级进行缩容。
您可以通过高级配置中的“workload_balancer_score_annotation_key”参数来指定存放Pod分值的注解key,详情请参见配置第三方工作负载应用扩缩容优先级策略。
配置应用扩缩容优先级策略
- 开启应用扩缩容优先级策略开关并成功安装Volcano插件后,会在集群中创建默认扩缩容优先级策略。
- 获取默认Balancer CR资源。
# kubectl get balancer default-balancer -oyaml apiVersion: autoscaling.volcano.sh/v1alpha1 kind: Balancer metadata: name: default-balancer spec: balancerPolicyTemplateName: default-balancerpolicytemplate targets: - namespaceSelector: matchExpressions: - key: kubernetes.io/metadata.name operator: Exists weight: 10
- 获取默认BalancerPolicyTemplate CR资源。
# kubectl get balancerpolicytemplate default-balancerpolicytemplate -oyaml apiVersion: autoscaling.volcano.sh/v1alpha1 kind: BalancerPolicyTemplate metadata: name: default-balancerpolicytemplate spec: policy: policyName: Priority priorities: priorityGroups: - priority: 10 requirements: - key: node.cce.io/billing-mode operator: In values: - post-paid - priority: 100 requirements: - key: node.cce.io/billing-mode operator: In values: - pre-paid - priority: 1 requirements: - key: kubernetes.io/role operator: In values: - virtual-kubelet - bursting
具体参数含义请参见默认应用扩缩容优先级策略。
- 获取默认Balancer CR资源。
- 部署工作负载,设定实例数为1。
当前应用的Pod将会优先调度到包周期节点上。
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: balancer-test namespace: default labels: virtual-kubelet.io/burst-to-cci: 'auto' #如果集群资源不足时,支持将Pod部署到CCI集群 spec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: balancer-test template: metadata: labels: app: balancer-test spec: containers: - image: nginx:latest imagePullPolicy: IfNotPresent name: container-1 resources: limits: cpu: 250m memory: 512Mi requests: cpu: 250m memory: 512Mi schedulerName: volcano
- 调整工作负载实例数为5。
当前应用的Pod将会优先调度到包周期节点上。在包周期节点资源不足情况下,优先调度到按需计费节点上。在按需计费节点资源不足情况下,优先调度到virtual-kubelet节点(弹性至CCI)。
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: balancer-test namespace: default labels: virtual-kubelet.io/burst-to-cci: 'auto' #如果集群资源不足时,支持将Pod部署到CCI集群 spec: replicas: 5 selector: matchLabels: app: balancer-test template: metadata: labels: app: balancer-test spec: containers: - image: nginx:latest imagePullPolicy: IfNotPresent name: container-1 resources: limits: cpu: 250m memory: 512Mi requests: cpu: 250m memory: 512Mi schedulerName: volcano
- 查看各种类型节点上Pod的分值。
- 包周期节点上的Pod。
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: annotations: autoscaling.volcano.sh/dominated-by-balancer: default-balancer #当前Pod通过名为default-balancer的Balancer CR资源控制扩缩优先级 openvessel.io/workload-balancer-score: "100" #当前包周期节点对应的优先级,也代表着Pod的分值 ... nodeName: 192.168.20.100 #包周期节点
- 按需计费节点上的Pod。
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: annotations: autoscaling.volcano.sh/dominated-by-balancer: default-balancer #当前Pod通过名为default-balancer的Balancer CR资源控制扩缩优先级 openvessel.io/workload-balancer-score "10" #当前按需计费节点对应的优先级,也代表着Pod的分值 ... nodeName: 192.168.20.196 #按需计费节点
- virtual-kubelet节点(弹性至CCI)的Pod。
apiVersion: v1 kind: Pod metadata: annotations: autoscaling.volcano.sh/dominated-by-balancer: default-balancer #当前Pod通过名为default-balancer的Balancer CR资源控制扩缩优先级 openvessel.io/workload-balancer-score: "1" #当前virtual-kubelet节点对应的优先级,也代表着pod的分值 ... nodeName: virtual-kubelet #virtual-kubelet节点
- 包周期节点上的Pod。
- 逐步进行工作负载的缩容操作,调小实例数。
virtual-kubelet节点(弹性至CCI)的Pod将优先被删除,其次为按需计费节点上的Pod,最后为包周期节点上的Pod。
默认应用扩缩容优先级策略
使用默认应用扩缩容优先级策略的情况下,集群中存在两个默认CR资源:
- Balancer CRD对应的CR资源
apiVersion: autoscaling.volcano.sh/v1alpha1 kind: Balancer metadata: name: default-balancer spec: balancerPolicyTemplateName: default-balancerpolicytemplate targets: - namespaceSelector: matchExpressions: - key: kubernetes.io/metadata.name operator: Exists weight: 10
表1 Balancer对象关键参数说明 字段
含义
类型
备注
metadata.name
名称
String
必填字段。
spec. balancerPolicyTemplateName
优先级策略名称
String
必填字段。值为集群中相应BalancerPolicyTemplate CR资源名。
spec.targets
优先级策略作用范围
Slice
必填字段。举例:
- 针对default命名空间下的应用生效
spec: targets: - namespaceSelector: matchLabels: kubernetes.io/metadata.name: default
- 针对default、other、another多个命名空间下的应用生效
spec: targets: - namespaceSelector: matchExpressions: - key: kubernetes.io/metadata.name operator: In values: - default - other - another
- 针对所有命名空间下的应用生效
spec: targets: - namespaceSelector: matchExpressions: - key: kubernetes.io/metadata.name operator: Exists
- 只针对名为xxx-xxx-xxx,类型为Deployment的应用生效
spec: targets: - objectSelectors: - name: xxx-xxx-xxx kind: Deployment
- 只针对命名空间为default,名为xxx-xxx-xxx类型为Deployment的应用生效
spec: targets: - namespaceSelector: matchLabels: kubernetes.io/metadata.name: default objectSelectors: - name: xxx-xxx-xxx kind: Deployment
spec.weight
优先级策略权重
int32
必填字段。在集群存在多个Balancer 对象资源情况下,某个应用可能存在于多个Balancer对象作用范围的交集中,此时选择weight值大的Balancer对象生效。
- 针对default命名空间下的应用生效
- BalancerPolicyTemplate CRD对应的CR资源
apiVersion: autoscaling.volcano.sh/v1alpha1 kind: BalancerPolicyTemplate metadata: name: default-balancerpolicytemplate spec: policy: policyName: Priority priorities: priorityGroups: - priority: 10 requirements: - key: node.cce.io/billing-mode operator: In values: - post-paid - priority: 100 requirements: - key: node.cce.io/billing-mode operator: In values: - pre-paid - priority: 1 requirements: - key: kubernetes.io/role operator: In values: - virtual-kubelet - bursting
表2 BalancerPolicyTemplate对象关键参数说明 字段
含义
类型
备注
metadata.name
名称
String
必填字段。
spec.policy
优先级策略内容
Struct
必填字段。
spec.policy.policyname
优先级策略名
String
必填字段。当前只支持名为“Priority”的优先级策略。
spec.policy.priorities. priorityGroups
优先级策略中定义的具体优先级
Slice
必填字段。举例:
- 将包周期节点的优先级设置为100
priorityGroups: - priority: 100 requirements: - key: node.cce.io/billing-mode operator: In values: - pre-paid
- 将按需计费节点的优先级设置为10
priorityGroups: - priority: 10 requirements: - key: node.cce.io/billing-mode operator: In values: - post-paid
- 将virtual-kubelet/bursting节点的优先级设置为1
priorityGroups: - priority: 1 requirements: - key: kubernetes.io/role operator: In values: - virtual-kubelet - bursting
- 将包周期节点的优先级设置为100
自定义应用扩缩容优先级策略
BalancerPolicyTemplate 资源用来进行优先级策略定义,如果用户需要自定义应用扩缩容优先级策略,则需要针对其内容进行修改。
如果存在多个BalancerPolicyTemplate资源,扩缩策略执行结果将受到这些资源对象的共同作用。因此,如果用户不存在默认扩缩容优先级策略的应用场景,可以执行如下命令对默认优先级策略进行删除。
kubectl delete balancerpolicytemplate default-balancerpolicytemplate
以“扩容时优先将工作负载调度到HCE2.0操作系统的节点,其次调度到欧拉操作系统的节点;缩容时优先删除欧拉操作系统节点上的工作负载,其次删除HCE2.0操作系统上的工作负载”为例:
- 编写新BalancerPolicyTemplate 资源对象。
vim new-balancerpolicytemplate.yaml
内容如下:apiVersion: autoscaling.volcano.sh/v1alpha1 kind: BalancerPolicyTemplate metadata: name: new-balancerpolicytemplate spec: policy: policyName: Priority priorities: priorityGroups: - priority: 10 # 设置欧拉操作系统节点优先级为10 requirements: - key: os.name # 节点操作系统标签 operator: In values: - EulerOS_2.0_SP9x86_64 # 可能涉及操作系统的小版本号,用户可以根据自身场景,任意添加 - priority: 100 # 设置HCE2.0操作系统节点优先级为100 requirements: - key: os.name # 节点操作系统标签 operator: In values: - Huawei_Cloud_EulerOS_2.0_x86_64
- 创建新BalancerPolicyTemplate资源对象。
kubectl create -f new-balancerpolicytemplate.yaml
- 修改default-balancer对象内容,也可以按需进行新建balancer对象
kubectl edit balancer default-balancer
修改内容如下:apiVersion: autoscaling.volcano.sh/v1alpha1 kind: Balancer metadata: name: default-balancer spec: balancerPolicyTemplateName: new-balancerpolicytemplate targets: - namespaceSelector: matchExpressions: - key: kubernetes.io/metadata.name operator: Exists weight: 10
- 查看各个Pod的注解中openvessel.io/workload-balancer-score对应的值是否满足预期。
EulerOS节点上Pod的openvessel.io/workload-balancer-score注解对应值是10;HCE2.0节点上的pod 的openvessel.io/workload-balancer-score注解对应值是100。
配置第三方工作负载应用扩缩容优先级策略
若工作负载不是Deployment类型,而是通过CRD进行管理,则可以通过在高级配置中进行相应设置,使volcano支持该工作负载的扩缩容优先级策略。
- 登录CCE控制台,单击集群名称进入集群。
- 单击左侧导航栏的“配置中心”,在“调度配置”页面,选择Volcano调度器找到对应的“专家模式”,单击“开始使用”。
- 单击左侧导航栏的“插件中心”,在右侧找到Volcano调度器,单击“安装”或“编辑”,并在“参数配置”中设置Volcano调度器配置参数。
- 指定需要支持的第三方工作负载类型,JSON示例如下:
{ "default_scheduler_conf": { ... }, "workload_balancer_score_annotation_key": "", "workload_balancer_third_party_types": "apps.kruise.io/v1alpha1/clonesets,apps.kruise.io/v1beta1/statefulsets" }
- workload_balancer_score_annotation_key:指定Pod的分值注解key,目前支持“openvessel.io/workload-balancer-score”或者“controller.kubernetes.io/pod-deletion-cost”,除此之外的值会导致volcano异常退出。
- workload_balancer_third_party_types:第三方工作负载的group + version + kind拼接成的字符串,多个CRD间以英文逗号分隔。
例如“apps.kruise.io/v1alpha1/clonesets,apps.kruise.io/v1beta1/statefulsets”,注意kind需要为复数形式,例如 “apps.kruise.io/v1alpha1/cloneset”的非复数形式会导致监听不到对应的CRD。
如果格式错误,会导致volcano异常退出;如果指定的CRD在集群上不存在,会导致应用扩缩容优先级策略无法正常工作。
若期望配置的CRD可以按照优先级缩容,则需要管理该CRD的controller可以在缩容时感知到Pod的分值注解,并按照得分控制缩容顺序。
附录:调整Volcano可调度的节点比例
kubectl edit deploy volcano-scheduler -nkube-system
内容如下:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: volcano-scheduler
app.kubernetes.io/managed-by: Helm
release: cceaddon-volcano
name: volcano-scheduler
namespace: kube-system
spec:
progressDeadlineSeconds: 600
replicas: 1
revisionHistoryLimit: 10
selector:
matchLabels:
app: volcano-scheduler
strategy:
rollingUpdate:
maxSurge: 10%
maxUnavailable: 1
type: RollingUpdate
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: volcano-scheduler
release: cceaddon-volcano
spec:
affinity:
podAntiAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- podAffinityTerm:
labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- volcano-scheduler
topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
weight: 100
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- volcano-scheduler
topologyKey: kubernetes.io/hostname
containers:
- command:
- /bin/sh
- -c
- /volcano-scheduler --leader-elect=true --lock-object-namespace=kube-system
--feature-gates=CSIMigrationFlexVolumeFuxi=true,CSIMigrationFlexVolumeFuxiComplete=true,MultiGPUScheduling=true
--kube-api-qps=200 --alsologtostderr --listen-address=$(MY_POD_IP):8080
--enable-healthz=true --healthz-address=$(MY_POD_IP):11251 --enable-metrics=true --percentage-nodes-to-find=100
--scheduler-conf=/volcano.scheduler/default-scheduler.conf -v=3 1>>/var/log/volcano/volcano-scheduler.log
其中--percentage-nodes-to-find=100表示Volcano在进行调度选择时可以遍历集群中的所有节点。