概述
在Kubernetes集群中，Pod的调度是一个复杂而精妙的过程，涉及到多种策略和机制。本文将深入解析Kubernetes的调度系统，包括节点匹配、标签匹配、硬策略与软策略的区别，以及完整的调度流程。
节点匹配 vs 标签匹配
节点匹配（直接指定）
工作原理：通过kubelet强制在特定节点上创建Pod，完全绕过调度器的分配策略。
特点：
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不经过调度器决策流程
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直接绑定到指定节点
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适用于需要精确控制Pod位置的场景
标签匹配（调度器参与）
工作原理：将调度参数交给调度器，由调度器根据策略选择最优节点。
特点：
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调度器参与完整的决策过程
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考虑集群整体资源状况
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支持更灵活的调度策略
调度策略深度解析
硬策略（Required）
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特性：必须满足的条件，没有妥协余地
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执行时机 ：
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution -
关键点：
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如果硬策略不满足，Pod将无法被调度
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不满足条件的节点会被立即排除
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不会进入后续的打分阶段
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软策略（Preferred）
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特性：优先满足的条件，具有权重概念
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执行时机：偏好性规则
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关键点：
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数字越大，权重越高，优先级越高
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调度器会计算综合得分
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得分越高的节点优先被选中
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策略组合使用
当硬策略和软策略结合使用时：
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先满足硬策略：筛选出所有符合硬性要求的节点
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再应用软策略：在合格节点中根据权重打分
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选择最优节点：综合得分最高的节点获得Pod调度权
完整的调度流程
步骤分解
1. 监控发现（Monitoring）
调度器持续监控API Server，发现处于Pending状态的Pod。
2. 节点筛选（Filtering）
基于硬策略筛选出所有可行的节点：
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检查资源需求（CPU、内存）
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验证节点标签匹配
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确认节点可调度状态
3. 节点打分（Scoring）
对通过筛选的节点进行综合评分：
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应用软策略的权重计算
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考虑资源均衡、亲和性等因素
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生成每个节点的综合得分
4. 节点选择（Selection）
选择得分最高的节点作为Pod的运行目标。
5. 绑定操作（Binding）
将Pod与选定的节点进行绑定。
6. 容器启动（Running）
目标节点的Kubelet接收指令，拉取镜像并启动容器。
实际案例分析
成功调度事件示例
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal Scheduled 3m29s default-scheduler Successfully assigned default/tagbind-849868b69-2r4fn to node02
Normal Pulled 3m27s kubelet Container image "soscscs/myapp:v1" already present on machine
Normal Created 3m26s kubelet Created container myapp1
Normal Started 3m26s kubelet Started container myapp1镜像拉取过程
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal Pulling 38s kubelet Pulling image "soscscs/myapp:v1"
Normal Pulled 24s kubelet Successfully pulled image "soscscs/myapp:v1"特殊场景处理
节点不可调度情况
nodeSelector的影响：
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Pod表达"想去某个节点"的意愿
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但如果该节点关闭或不可调度，调度器会让Pod处于Pending状态
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等待节点恢复或手动干预
静态Pod的特殊性
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不受标准调度策略影响
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直接绑定到特定节点
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节点故障时不会自动转移
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需要通过节点名直接指定
动态Pod的调度行为
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遵循完整的调度流程
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节点不可用时处于Pending状态
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可以自动转移到其他可用节点
最佳实践建议
策略配置
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合理使用硬策略：确保基本要求得到满足
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灵活运用软策略：通过权重优化资源分配
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避免过度约束：给调度器足够的灵活性
监控与调试
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关注调度事件：通过Events了解调度过程
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设置合理的超时：避免Pod长时间Pending
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定期检查节点状态：确保集群健康运行
总结
Kubernetes的调度系统是一个高度智能化的决策引擎，它通过多阶段的筛选和评分机制，确保Pod能够被合理地分配到最优节点上。理解节点匹配与标签匹配的区别，掌握硬策略与软策略的配合使用，以及熟悉完整的调度流程，对于构建稳定高效的Kubernetes集群至关重要。
核心要点回顾：
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节点匹配绕过调度器，标签匹配依赖调度器
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硬策略是门槛，软策略是优化
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调度过程包括筛选、打分、选择、绑定四个关键阶段
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合理的策略配置是集群稳定运行的保障
通过深入理解这些机制，运维人员可以更好地优化集群性能，提高资源利用率，确保业务连续性。