# 优先级调度与抢占 优先级表示一个作业相对于其他作业的重要性，Volcano兼容Kubernetes中的Pod优先级定义（[PriorityClass](https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/scheduling-eviction/pod-priority-preemption/#priorityclass)）。启用该能力后，调度器将优先保障高优先级业务调度。集群资源不足时，调度器主动驱逐低优先级业务，保障高优先级业务可以正常调度。 #### 前提条件 - 已创建v1.19及以上版本的集群，详情请参见[购买Standard/Turbo集群](https://support.huaweicloud.com/usermanual-cce/cce_10_0028.html)。 - 已安装Volcano插件，详情请参见[Volcano调度器](https://support.huaweicloud.com/usermanual-cce/cce_10_0193.html)。 #### 优先级调度与抢占介绍 用户在集群中运行的业务丰富多样，包括核心业务、非核心业务，在线业务、离线业务等，根据业务的重要程度和SLA要求，可以对不同业务类型设置相应的高优先级。比如对核心业务和在线业务设置高优先级，可以保证该类业务优先获取集群资源。当集群资源被非核心业务占用，整体资源不足时，如果有新的核心业务提交部署请求，可以通过抢占的方式驱逐部分非核心业务，释放集群资源用于核心业务的调度运行。 CCE集群支持的优先级调度如[表1]所示。 表1业务优先级保障调度 | 调度类型 | 说明 | |:---|:---| | 基于优先级调度 | 调度器优先保障高优先级业务运行，但不会主动驱逐已运行的低优先级业务。基于优先级调度配置默认开启，不支持关闭。 | | 基于优先级抢占调度 | 当集群资源不足时，调度器主动驱逐低优先级业务，保障高优先级业务正常调度。 | #### 配置优先级调度与抢占策略 安装Volcano后，您可通过"配置中心 \> 调度配置"页面选择开启或关闭优先级抢占调度能力。 1. 登录[CCE控制台](https://console.huaweicloud.com/cce2.0/?#/cce/cluster/list)，单击集群名称进入集群。 2. 在左侧选择"配置中心"，在右侧选择"调度配置"页签。 3. 在"业务优先级保障调度"配置中，进行优先级调度配置。 - 基于优先级调度：调度器优先保障高优先级业务运行，但不会主动驱逐已运行的低优先级业务。基于优先级调度配置默认开启，不支持关闭。 - 基于优先级抢占调度：将Volcano调度器设置为集群默认调度器时，支持基于优先级抢占调度。当集群资源不足时，调度器主动驱逐低优先级业务，保障高优先级业务正常调度。 ![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-cce/public_sys-resources/note_3.0-zh-cn.png) - 开启优先级抢占调度时，不支持使用Pod延迟创建。 - 优先级抢占暂不支持eni/sub-eni自定义资源、hostPort端口的抢占。 图1业务优先级保障调度 ![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-cce/zh-cn_image_0000001672412980.png "点击放大") 4. 修改完成后，单击"确认配置"。 5. 配置完成后，可以在工作负载或Volcano Job中使用优先级定义（[PriorityClass](https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/scheduling-eviction/pod-priority-preemption/#priorityclass)）进行优先级调度。 1. 创建一个或多个优先级定义（[PriorityClass](https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/scheduling-eviction/pod-priority-preemption/#priorityclass)）。 ``` apiVersion: scheduling.k8s.io/v1 kind: PriorityClass metadata: name: high-priority value: 1000000 globalDefault: false description: "" ``` 2. 创建工作负载或Volcano Job，并指定priorityClassName。 - 工作负载 ``` apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: high-test labels: app: high-test spec: replicas: 5 selector: matchLabels: app: test template: metadata: labels: app: test spec: priorityClassName: high-priority schedulerName: volcano containers: - name: test image: busybox imagePullPolicy: IfNotPresent command: ['sh', '-c', 'echo "Hello, Kubernetes!" && sleep 3600'] resources: requests: cpu: 500m limits: cpu: 500m ``` - Volcano Job ``` apiVersion: batch.volcano.sh/v1alpha1 kind: Job metadata: name: vcjob spec: schedulerName: volcano minAvailable: 4 priorityClassName: high-priority tasks: - replicas: 4 name: "test" template: spec: containers: - image: alpine command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 1000"] imagePullPolicy: IfNotPresent name: running resources: requests: cpu: "1" restartPolicy: OnFailure ``` #### 基于优先级调度示例 假设集群中存在两个空闲节点，存在3个优先级的Volcano Job，分别为priority-high、priority-medium和priority-low，首先运行priority-high占满集群资源，然后提交priority-medium、priority-low。此时，由于集群资源全部被更高优先级Volcano Job占用，priority-medium、priority-low为pending状态。当priority-high任务完成后，按照优先级调度原则，priority-medium将优先调度。 1. 通过priority.yaml创建3个优先级定义（[PriorityClass](https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/scheduling-eviction/pod-priority-preemption/#priorityclass)），分别为：high-priority，med-priority，low-priority。 priority.yaml文件内容如下： ``` apiVersion: scheduling.k8s.io/v1 kind: PriorityClass metadata: name: high-priority value: 100 globalDefault: false description: "This priority class should be used for volcano job only." --- apiVersion: scheduling.k8s.io/v1 kind: PriorityClass metadata: name: med-priority value: 50 globalDefault: false description: "This priority class should be used for volcano job only." --- apiVersion: scheduling.k8s.io/v1 kind: PriorityClass metadata: name: low-priority value: 10 globalDefault: false description: "This priority class should be used for volcano job only." ``` 创建PriorityClass： ``` kubectl apply -f priority.yaml ``` 2. 查看优先级定义信息。 ``` kubectl get PriorityClass ``` 回显如下： ``` NAME VALUE GLOBAL-DEFAULT AGE high-priority 100 false 97s low-priority 10 false 97s med-priority 50 false 97s system-cluster-critical 2000000000 false 6d6h system-node-critical 2000001000 false 6d6h ``` 3. 创建高优先级的Volcano Job，即priority-high，占用集群的全部资源。 high-priority-job.yaml ``` apiVersion: batch.volcano.sh/v1alpha1 kind: Job metadata: name: priority-high spec: schedulerName: volcano minAvailable: 4 priorityClassName: high-priority tasks: - replicas: 4 name: "test" template: spec: containers: - image: alpine command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 1000"] imagePullPolicy: IfNotPresent name: running resources: requests: cpu: "1" restartPolicy: OnFailure ``` 执行以下命令下发作业： ``` kubectl apply -f high-priority-job.yaml ``` 通过 **kubectl get pod** 查看Pod运行信息，如下： ``` NAME READY STATUS RESTARTS AGE priority-high-test-0 1/1 Running 0 3s priority-high-test-1 1/1 Running 0 3s priority-high-test-2 1/1 Running 0 3s priority-high-test-3 1/1 Running 0 3s ``` 此时，集群节点资源已全部被占用。 4. 创建中优先级的Volcano Job（priority-medium）和低优先级Volcano Job（priority-low）。 med-priority-job.yaml ``` apiVersion: batch.volcano.sh/v1alpha1 kind: Job metadata: name: priority-medium spec: schedulerName: volcano minAvailable: 4 priorityClassName: med-priority tasks: - replicas: 4 name: "test" template: spec: containers: - image: alpine command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 1000"] imagePullPolicy: IfNotPresent name: running resources: requests: cpu: "1" restartPolicy: OnFailure ``` low-priority-job.yaml ``` apiVersion: batch.volcano.sh/v1alpha1 kind: Job metadata: name: priority-low spec: schedulerName: volcano minAvailable: 4 priorityClassName: low-priority tasks: - replicas: 4 name: "test" template: spec: containers: - image: alpine command: ["/bin/sh", "-c", "sleep 1000"] imagePullPolicy: IfNotPresent name: running resources: requests: cpu: "1" restartPolicy: OnFailure ``` 执行以下命令下发作业： ``` kubectl apply -f med-priority-job.yaml kubectl apply -f low-priority-job.yaml ``` 通过 **kubectl get pod** 查看Pod运行信息，集群资源不足，Pod处于Pending状态，如下： ``` NAME READY STATUS RESTARTS AGE priority-high-test-0 1/1 Running 0 3m29s priority-high-test-1 1/1 Running 0 3m29s priority-high-test-2 1/1 Running 0 3m29s priority-high-test-3 1/1 Running 0 3m29s priority-low-test-0 0/1 Pending 0 2m26s priority-low-test-1 0/1 Pending 0 2m26s priority-low-test-2 0/1 Pending 0 2m26s priority-low-test-3 0/1 Pending 0 2m26s priority-medium-test-0 0/1 Pending 0 2m36s priority-medium-test-1 0/1 Pending 0 2m36s priority-medium-test-2 0/1 Pending 0 2m36s priority-medium-test-3 0/1 Pending 0 2m36s ``` 5. 删除priority-high，释放集群资源，priority-medium会被优先调度。 执行 **kubectl delete -f high-priority-job.yaml** 释放集群资源，查看Pod的调度信息，如下： ``` NAME READY STATUS RESTARTS AGE priority-low-test-0 0/1 Pending 0 5m18s priority-low-test-1 0/1 Pending 0 5m18s priority-low-test-2 0/1 Pending 0 5m18s priority-low-test-3 0/1 Pending 0 5m18s priority-medium-test-0 1/1 Running 0 5m28s priority-medium-test-1 1/1 Running 0 5m28s priority-medium-test-2 1/1 Running 0 5m28s priority-medium-test-3 1/1 Running 0 5m28s ``` #### 基于优先级抢占调度示例 1. 登录[CCE控制台](https://console.huaweicloud.com/cce2.0/?#/cce/cluster/list)，单击集群名称进入集群。 2. 在左侧导航栏中选择"配置中心"，切换至"调度配置"页签。 3. 修改以下配置并确认。 1. 设置集群默认调度器：选择"Volcano调度器"。 2. 业务优先级保障调度：选择开启"基于优先级抢占调度"能力。 4. 在基于优先级调度的场景下，再次下发priority-high的Volcano Job，则调度器会驱逐priority-medium的Volcano Job，保证priority-high可以成功调度。 执行 **kubectl apply -f high-priority-job.yaml**，作业下发成功，查看Pod状态信息，如下： ``` NAME READY STATUS RESTARTS AGE priority-high-test-0 0/1 Pending 0 2s priority-high-test-1 0/1 Pending 0 2s priority-high-test-2 0/1 Pending 0 2s priority-high-test-3 0/1 Pending 0 2s priority-low-test-0 0/1 Pending 0 14s priority-low-test-1 0/1 Pending 0 14s priority-low-test-2 0/1 Pending 0 14s priority-low-test-3 0/1 Pending 0 14s priority-medium-test-0 1/1 Terminating 0 21s priority-medium-test-1 1/1 Terminating 0 21s priority-medium-test-2 1/1 Terminating 0 21s priority-medium-test-3 1/1 Terminating 0 21s ``` 等待priority-medium资源释放成功后，priority-high成功调度，如下： ``` NAME READY STATUS RESTARTS AGE priority-high-test-0 1/1 Running 0 70s priority-high-test-1 1/1 Running 0 70s priority-high-test-2 1/1 Running 0 70s priority-high-test-3 1/1 Running 0 70s priority-low-test-0 0/1 Pending 0 82s priority-low-test-1 0/1 Pending 0 82s priority-low-test-2 0/1 Pending 0 82s priority-low-test-3 0/1 Pending 0 82s priority-medium-test-0 0/1 Pending 0 37s priority-medium-test-1 0/1 Pending 0 36s priority-medium-test-2 0/1 Pending 0 37s priority-medium-test-3 0/1 Pending 0 37s ``` 在节点资源无法满足priority-high的情况下，volcano-scheduler的优先级抢占机制将被启用，驱逐priority-medium后，将priority-high部署到节点上。在Cluster Autoscaler新扩容节点后，volcano-scheduler再将priority-medium调度到新节点上。 根据上述结果，在启用优先级抢占调度时，建议您开启节点弹性，以保证集群资源的按需供给，进而保证应用SLA。 #### 基于优先级抢占调度的亲和/反亲和示例 在Pod间亲和场景中，不推荐Pod与比其优先级低的Pod亲和。如果pending状态的Pod与节点上的一个或多个较低优先级Pod具有Pod间亲和性，对较低优先级的Pod发起抢占时，会无法满足Pod间亲和性规则，抢占规则和亲和性规则产生矛盾。 在这种情况下，调度程序无法保证pending状态的Pod可以被调度。推荐的解决方案是仅针对同等或更高优先级的Pod设置Pod间亲和性。详情请参见[与低优先级Pod之间的Pod间亲和性](https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/scheduling-eviction/pod-priority-preemption/#limitations-of-preemption)。 在Pod间亲和场景中，如果启用优先级抢占，当deploy1与比其优先级低的deploy2亲和，volcano-scheduler为保证业务自运维，将驱逐deploy3，并将deploy1调度到节点上。被驱逐的deploy3将会在新节点准备好后，调度到新节点上。 图2与低优先级的Pod亲和场景 ![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-cce/zh-cn_image_0000001759858929.png "点击放大") 在Pod间反亲和场景中，如果启用优先级抢占，当deploy1与deploy2/3反亲和，volcano-scheduler为减少对其它业务的影响，将不驱逐deploy2和deploy3，而是在新节点准备好后，将deploy1调度到新节点上。 图3与低优先级Pod反亲和场景 ![](https://support.huaweicloud.com/usermanual-cce/zh-cn_image_0000001759861357.png "点击放大")