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스케줄링

1: 스케줄링 정책
2: 스케줄러 구성

1 - 스케줄링 정책

스케줄링 정책을 사용하여 kube-scheduler가 각각 노드를 필터링하고 스코어링(scoring)하기 위해 실행하는 단정(predicates) 및 우선순위(priorities) 를 지정할 수 있다.

kube-scheduler --policy-config-file <filename> 또는 kube-scheduler --policy-configmap <ConfigMap>을 실행하고 정책 유형을 사용하여 스케줄링 정책을 설정할 수 있다.

단정

다음의 단정 은 필터링을 구현한다.

PodFitsHostPorts: 파드가 요청하는 파드의 포트에 대해 노드에 사용할 수 있는 포트(네트워크 프로토콜 종류)가 있는지 확인한다.
PodFitsHost: 파드가 호스트 이름으로 특정 노드를 지정하는지 확인한다.
PodFitsResources: 파드의 요구 사항을 충족할 만큼 노드에 사용할 수 있는 리소스(예: CPU 및 메모리)가 있는지 확인한다.
MatchNodeSelector: 파드의 노드 셀렉터가 노드의 레이블과 일치하는지 확인한다.
NoVolumeZoneConflict: 해당 스토리지에 대한 장애 영역 제한이 주어지면 파드가 요청하는 볼륨을 노드에서 사용할 수 있는지 평가한다.
NoDiskConflict: 요청하는 볼륨과 이미 마운트된 볼륨으로 인해 파드가 노드에 적합한지 평가한다.
MaxCSIVolumeCount: 연결해야 하는 CSI 볼륨의 수와 구성된 제한을 초과하는지 여부를 결정한다.
PodToleratesNodeTaints: 파드의 톨러레이션이 노드의 테인트를 용인할 수 있는지 확인한다.
CheckVolumeBinding: 파드가 요청한 볼륨에 적합할 수 있는지 평가한다. 이는 바인딩된 PVC와 바인딩되지 않은 PVC 모두에 적용된다.

우선순위

다음의 우선순위 는 스코어링을 구현한다.

SelectorSpreadPriority: 동일한 서비스, 스테이트풀셋(StatefulSet) 또는 레플리카셋(ReplicaSet)에 속하는 파드를 고려하여, 파드를 여러 호스트에 파드를 분산한다.
InterPodAffinityPriority: 선호된 파드간 어피니티와 안티-어피니티를 구현한다.
LeastRequestedPriority: 요청된 리소스가 적은 노드를 선호한다. 즉, 노드에 배치되는 파드가 많고, 해당 파드가 사용하는 리소스가 많을수록 이 정책이 부여하는 순위가 낮아진다.
MostRequestedPriority: 요청된 리소스가 가장 많은 노드를 선호한다. 이 정책은 전체 워크로드 세트를 실행하는 데 필요한 최소 노드 수에 스케줄된 파드를 맞춘다.
RequestedToCapacityRatioPriority: 기본 리소스 스코어링 기능을 사용하여 ResourceAllocationPriority에 기반한 requestedToCapacity를 생성한다.
BalancedResourceAllocation: 균형 잡힌 리소스 사용의 노드를 선호한다.
NodePreferAvoidPodsPriority: 노드 어노테이션 scheduler.alpha.kubernetes.io/preferAvoidPods에 따라 노드의 우선순위를 지정한다. 이를 사용하여 두 개의 다른 파드가 동일한 노드에서 실행되면 안된다는 힌트를 줄 수 있다.
NodeAffinityPriority: PreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution에 표시된 노드 어피니티 스케줄링 설정에 따라 노드의 우선순위를 지정한다. 이에 대한 자세한 내용은 노드에 파드 할당하기에서 확인할 수 있다.
TaintTolerationPriority: 노드에서 용인할 수 없는 테인트 수를 기반으로, 모든 노드의 우선순위 목록을 준비한다. 이 정책은 해당 목록을 고려하여 노드의 순위를 조정한다.
ImageLocalityPriority: 해당 파드의 컨테이너 이미지가 이미 로컬로 캐시된 노드를 선호한다.
ServiceSpreadingPriority: 특정 서비스에 대해, 이 정책은 해당 서비스에 대한 파드가 서로 다른 노드에서 실행되는 것을 목표로 한다. 해당 서비스에 대한 파드가 이미 할당되지 않은 노드에 스케줄링하는 것을 선호한다. 전반적인 결과는 서비스가 단일 노드 장애에 대해 더 탄력적이라는 것이다.
EqualPriority: 모든 노드에 동일한 가중치를 부여한다.
EvenPodsSpreadPriority: 선호된 파드 토폴로지 분배 제약 조건을 구현한다.

다음 내용

스케줄링에 대해 배우기
kube-scheduler 프로파일에 대해 배우기
kube-scheduler configuration 레퍼런스 (v1beta2) 읽어보기
kube-scheduler Policy 레퍼런스 (v1) 읽어보기

2 - 스케줄러 구성

FEATURE STATE: Kubernetes v1.19 [beta]

구성 파일을 작성하고 해당 경로를 커맨드 라인 인수로 전달하여 kube-scheduler 의 동작을 사용자 정의할 수 있다.

스케줄링 프로파일(Profile)을 사용하면 kube-scheduler에서 여러 단계의 스케줄링을 구성할 수 있다. 각 단계는 익스텐션 포인트(extension point)를 통해 노출된다. 플러그인은 이러한 익스텐션 포인트 중 하나 이상을 구현하여 스케줄링 동작을 제공한다.

KubeSchedulerConfiguration (v1beta1 또는 v1beta2) 구조에 맞게 파일을 작성하고, kube-scheduler --config <filename>을 실행하여 스케줄링 프로파일을 지정할 수 있다.

최소 구성은 다음과 같다.

apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1beta2
kind: KubeSchedulerConfiguration
clientConnection:
  kubeconfig: /etc/srv/kubernetes/kube-scheduler/kubeconfig

프로파일

스케줄링 프로파일을 사용하면 kube-scheduler에서 여러 단계의 스케줄링을 구성할 수 있다. 각 단계는 익스텐션 포인트에 노출된다. 플러그인은 이러한 익스텐션 포인트 중 하나 이상을 구현하여 스케줄링 동작을 제공한다.

kube-scheduler 의 단일 인스턴스를 구성하여 여러 프로파일을 실행할 수 있다.

익스텐션 포인트

스케줄링은 다음 익스텐션 포인트를 통해 노출되는 일련의 단계에서 발생한다.

queueSort: 이 플러그인은 스케줄링 대기열에서 보류 중인 파드를 정렬하는 데 사용되는 정렬 기능을 제공한다. 대기열 정렬 플러그인은 한 번에 단 하나만 활성화될 수 있다. 사용할 수 있다.
preFilter: 이 플러그인은 필터링하기 전에 파드 또는 클러스터에 대한 정보를 사전 처리하거나 확인하는 데 사용된다. 이 플러그인은 파드를 unschedulable로 표시할 수 있다.
filter: 이 플러그인은 스케줄링 정책의 단정(Predicates)과 동일하며 파드를 실행할 수 없는 노드를 필터링하는 데 사용된다. 필터는 구성된 순서대로 호출된다. 노드가 모든 필터를 통과하지 않으면 파드는 unschedulable로 표시된다.
postFilter: 이 플러그인은 파드의 실행 가능한 노드를 찾을 수 없을 때, 구성된 순서대로 호출된다. postFilter 플러그인이 파드 schedulable 을 표시하는 경우, 나머지 플러그인은 호출 되지 않는다.
preScore: 이것은 사전 스코어링 작업을 수행하는 데 사용할 수 있는 정보성 익스텐션 포인트이다.
score: 이 플러그인은 필터링 단계를 통과한 각 노드에 점수를 제공한다. 그런 다음 스케줄러는 가중치 합계가 가장 높은 노드를 선택한다.
reserve: 지정된 파드에 리소스가 예약된 경우 플러그인에 알리는 정보성 익스텐션 포인트이다. 플러그인은 또한 Reserve 도중 또는 이후에 실패한 경우 호출 되는 Unreserve 호출을 구현한다.
permit: 이 플러그인은 파드 바인딩을 방지하거나 지연시킬 수 있다.
preBind: 이 플러그인은 파드가 바인딩되기 전에 필요한 모든 작업을 수행한다.
bind: 플러그인은 파드를 노드에 바인딩한다. bind 플러그인은 순서대로 호출되며 일단 바인딩이 완료되면 나머지 플러그인은 건너뛴다. bind 플러그인은 적어도 하나 이상 필요하다.
postBind: 파드가 바인드된 후 호출되는 정보성 익스텐션 포인트이다.

각 익스텐션 포인트에 대해 특정 기본 플러그인을 비활성화하거나 자체 플러그인을 활성화할 수 있다. 예를 들면, 다음과 같다.

apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1beta2
kind: KubeSchedulerConfiguration
profiles:
  - plugins:
      score:
        disabled:
        - name: PodTopologySpread
        enabled:
        - name: MyCustomPluginA
          weight: 2
        - name: MyCustomPluginB
          weight: 1

비활성화된 배열의 이름으로 * 를 사용하여 해당 익스텐션 포인트에 대한 모든 기본 플러그인을 비활성화할 수 있다. 원하는 경우, 플러그인 순서를 재정렬하는 데 사용할 수도 있다.

스케줄링 플러그인

기본적으로 활성화된 다음의 플러그인은 이들 익스텐션 포인트 중 하나 이상을 구현한다.

ImageLocality: 파드가 실행하는 컨테이너 이미지가 이미 있는 노드를 선호한다. 익스텐션 포인트: score.
TaintToleration: 테인트(taint)와 톨러레이션(toleration)을 구현한다. 익스텐션 포인트 구현: filter, preScore, score.
NodeName: 파드 명세 노드 이름이 현재 노드와 일치하는지 확인한다. 익스텐션 포인트: filter.
NodePorts: 노드에 요청된 파드 포트에 대해 사용 가능한 포트가 있는지 확인한다. 익스텐션 포인트: preFilter, filter.
NodeAffinity: 노드 셀렉터와 노드 어피니티를 구현한다. 익스텐션 포인트: filter, score.
PodTopologySpread: 파드 토폴로지 분배를 구현한다. 익스텐션 포인트: preFilter, filter, preScore, score.
NodeUnschedulable: .spec.unschedulable 이 true로 설정된 노드를 필터링한다. 익스텐션 포인트: filter.
NodeResourcesFit: 노드에 파드가 요청하는 모든 리소스가 있는지 확인한다. 점수는 LeastAllocated(기본값), MostAllocated, RequestedToCapacityRatio 등 3가지 전략 중 하나를 사용할 수 있다. 익스텐션 포인트: preFilter, filter, score.
NodeResourcesBalancedAllocation: 파드가 스케줄된 경우, 보다 균형잡힌 리소스 사용량을 얻을 수 있는 노드를 선호한다. 익스텐션 포인트: score.
VolumeBinding: 노드에 요청된 볼륨이 있는지 또는 바인딩할 수 있는지 확인한다. 익스텐션 포인트: preFilter, filter, reserve, preBind, score.
참고: score 익스텐션 포인트는 VolumeCapacityPriority 기능이 활성화되어 있어야 활성화되며, 요청된 볼륨 사이즈를 만족하는 가장 작은 PV들을 우선순위 매긴다.
VolumeRestrictions: 노드에 마운트된 볼륨이 볼륨 제공자에 특정한 제한 사항을 충족하는지 확인한다. 익스텐션 포인트: filter.
VolumeZone: 요청된 볼륨이 가질 수 있는 영역 요구 사항을 충족하는지 확인한다. 익스텐션 포인트: filter.
NodeVolumeLimits: 노드에 대해 CSI 볼륨 제한을 충족할 수 있는지 확인한다. 익스텐션 포인트: filter.
EBSLimits: 노드에 대해 AWS EBS 볼륨 제한을 충족할 수 있는지 확인한다. 익스텐션 포인트: filter.
GCEPDLimits: 노드에 대해 GCP-PD 볼륨 제한을 충족할 수 있는지 확인한다. 익스텐션 포인트: filter.
AzureDiskLimits: 노드에 대해 Azure 디스크 볼륨 제한을 충족할 수 있는지 확인한다. 익스텐션 포인트: filter.
InterPodAffinity: 파드 간 어피니티 및 안티-어피니티를 구현한다. 익스텐션 포인트: preFilter, filter, preScore, score.
PrioritySort: 기본 우선 순위 기반 정렬을 제공한다. 익스텐션 포인트: queueSort.
DefaultBinder: 기본 바인딩 메커니즘을 제공한다. 익스텐션 포인트: bind.
DefaultPreemption: 기본 선점 메커니즘을 제공한다. 익스텐션 포인트: postFilter.

기본으로 활성화되지 않는 다음의 플러그인을 컴포넌트 구성 API를 통해 활성화할 수도 있다.

SelectorSpread: Services, ReplicaSets와 StatefulSets에 속하는 파드의 경우, 노드간에 퍼지는 것을 선호한다. 익스텐션 포인트: preScore, score.
CinderLimits: 노드에 대해 OpenStack Cinder 볼륨 제한이 충족될 수 있는지 확인한다. 익스텐션 포인트: filter.

다음 플러그인은 더 이상 사용되지 않으며 v1beta1에서만 사용할 수 있다.

NodeResourcesLeastAllocated: 리소스 할당이 낮은 노드를 선호한다. Extension points: score.
NodeResourcesMostAllocated: 리소스 할당이 많은 노드를 선호한다. 익스텐션 포인트: score.
RequestedToCapacityRatio: 할당된 리소스의 구성된 기능에 따라 노드를 선호한다. 익스텐션 포인트: score.
NodeLabel: 설정된 레이블에 따라 노드를 필터링하거나 스코어링한다. 익스텐션 포인트: Filter, Score.
ServiceAffinity: 서비스에 속한 파드가 구성된 레이블로 정의된 노드 집합에 맞는지 확인한다. 이 플러그인은 또한 서비스에 속한 파드를 노드 간에 분산하는 것을 선호한다. 익스텐션 포인트: preFilter, filter, score.
NodePreferAvoidPods: 노드 주석 scheduler.alpha.kubernetes.io/preferAvoidPods에 따라 노드의 우선 순위를 지정한다. 익스텐션 포인트: score.

여러 프로파일

둘 이상의 프로파일을 실행하도록 kube-scheduler 를 구성할 수 있다. 각 프로파일에는 연관된 스케줄러 이름이 있으며 익스텐션 포인트에 구성된 다른 플러그인 세트를 가질 수 있다.

다음의 샘플 구성을 사용하면, 스케줄러는 기본 플러그인이 있는 프로파일과 모든 스코어링 플러그인이 비활성화된 프로파일의 두 가지 프로파일로 실행된다.

apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1beta2
kind: KubeSchedulerConfiguration
profiles:
  - schedulerName: default-scheduler
  - schedulerName: no-scoring-scheduler
    plugins:
      preScore:
        disabled:
        - name: '*'
      score:
        disabled:
        - name: '*'

특정 프로파일에 따라 스케줄하려는 파드는 .spec.schedulerName 에 해당 스케줄러 이름을 포함할 수 있다.

기본적으로, 스케줄러 이름 default-scheduler 를 가진 하나의 프로파일이 생성된다. 이 프로파일에는 위에서 설명한 기본 플러그인이 포함되어 있다. 둘 이상의 프로파일을 선언할 때, 각각에 대한 고유한 스케줄러 이름이 필요하다.

파드가 스케줄러 이름을 지정하지 않으면, kube-apiserver는 이를 default-scheduler 로 설정한다. 따라서, 해당 파드를 스케줄하려면 이 스케줄러 이름을 가진 프로파일이 있어야 한다.

참고: 파드의 스케줄링 이벤트에는 ReportingController로 .spec.schedulerName 이 있다. 리더 선출을 위한 이벤트는 목록에서 첫 번째 프로파일의 스케줄러 이름을 사용한다.

참고: 모든 프로파일은 queueSort 익스텐션 포인트에서 동일한 플러그인을 사용해야 하며 동일한 구성 파라미터(해당하는 경우)를 가져야 한다. 그 이유는 스케줄러가 보류 중 상태인 파드 대기열을 단 하나만 가질 수 있기 때문이다.

스케줄러 설정 전환

v1beta1 → v1beta2

설정 버전 v1beta2 에서는, NodeResourcesFit 플러그인을 위한 새로운 스코어링 확장을 이용할 수 있다. 새 확장은 NodeResourcesLeastAllocated, NodeResourcesMostAllocated, RequestedToCapacityRatio 플러그인의 기능을 통합하여 제공한다. 예를 들어, 이전에 NodeResourcesMostAllocated 플러그인을 사용했다면, 대신 NodeResourcesFit(기본적으로 활성화되어 있음)을 사용하면서 다음과 같이 scoreStrategy를 포함하는 pluginConfig를 추가할 수 있다.
```
apiVersion: kubescheduler.config.k8s.io/v1beta2
kind: KubeSchedulerConfiguration
profiles:
- pluginConfig:
  - args:
      scoringStrategy:
        resources:
        - name: cpu
          weight: 1
        type: MostAllocated
    name: NodeResourcesFit
```
스케줄러 플러그인 NodeLabel은 사용 중단되었다. 대신, 비슷한 효과를 얻기 위해 NodeAffinity 플러그인(기본적으로 활성화되어 있음)을 사용한다.
스케줄러 플러그인 ServiceAffinity은 사용 중단되었다. 대신, 비슷한 효과를 얻기 위해 InterPodAffinity 플러그인(기본적으로 활성화되어 있음)을 사용한다.
스케줄러 플러그인 NodePreferAvoidPods은 사용 중단되었다. 대신, 비슷한 효과를 얻기 위해 노드 테인트를 사용한다.
v1beta2 설정 파일에서 활성화된 플러그인은 해당 플러그인의 기본 설정값보다 v1beta2 설정 파일의 값이 우선 적용된다.
스케줄러 healthz와 metrics 바인드 주소에 대해 host 또는 port가 잘못 설정되면 검증 실패를 유발한다.

다음 내용

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