Kubernetes pod创建流程

用户5030819020553
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pod创建流程简述如下：
1、用户提交创建POD请求。
2、API Server 处理用户请求，存储Pod数据到Etcd。
3、Schedule通过和 API Server的监听机制，查看到新的pod，尝试为Pod绑定Node。
4、过滤主机：调度器用一组规则过滤掉不符合要求的主机，比如Pod指定了所需要的资源，那么就要过滤掉资源不够的主机。
5、主机打分：对第一步筛选出的符合要求的主机进行打分，在此阶段，调度器会考虑一些整体优化策略，比如把一个Replication Controller的副本分布到不同的主机上，使用最低负载的主机等。
6、选择主机：选择得分最高的主机，进行binding操作，结果存储到Etcd中。
7、kubelet根据调度结果执行Pod创建操作：绑定成功后，会启动container, Docker run, scheduler会调用API Server的API在etcd中创建一个bound pod对象，描述在一个工作节点上绑定运行的所有pod信息。运行在每个工作节点上的kubelet也会定期与etcd同步bound pod信息，一旦发现应该在该工作节点上运行的bound pod对象没有更新，则调用Docker API创建并启动pod内的容器。
8、POD创建完成。

详解如下：

一般来说，Kubernetes创建Pod的工作流程有如下图所示的几个阶段，如下图：****

image.png

第一步： 用户通过kubectl等接口提交创建Pod的yaml文件，向Kubernetes系统发起资源请求

第二步： Api-server接收到用户请求之后，会做出相应的认证，然后检查信息并且将元数据信息存储到etcd中，创建Pod资源初始化，这是第一次写etcd动作

第三步： Scheduler通过list-watch的监听机制，查看要创建Pod资源，APIServer会立即把创建Pod的消息通知Scheduler，Scheduler发现Pod的属性中Dest Node为空时（Dest Node=””），便会立即触发调度流程进行调度。而调度流程分为以下几个步骤，如下图：****

    3.1. 过滤：首先是kube-scheduler调度器用一组规则过滤掉不满足条件的主机，这个过程称为predicate，比如明确指定所需要的资源类型，这样就可以过滤掉不满足条件的主机。

    Predicate有一系列的算法可以使用：

  • PodToleratesNodeTaints：检查Pod是否容忍Node Taints

  • CheckNodeMemoryPressure:检查Pod是否可以调度到MemoryPressure的节点上

  • CheckNodeDiskPressure：检查Pod是否可以调度到DiskPressure的节点上

  • NoVolumeNodeConflict：检查节点是否满足Pod所引用的Volume的条件

  • PodFitsPorts：同PodFitsHostPorts

  • PodFitsHostPorts：检查是否有Host Ports冲突

  • PodFitsResources：检查Node的资源是否充足，包括允许的Pod数量、CPU、内存、GPU个数以及其他的OpaqueIntResources

  • HostName: 检查Pod.Spec.NodeName是否与候选节点一致

  • MatchNodeSelector：检查候选节点的Pod.Spec.NodeSelector 是否匹配

  • NoVolumeZoneConflict：检查 volume zone是否冲突

  • MaxEBSVolumeCount：检查AWS EBS Volume数量是否过多（默认不超过 39）

  • MaxGCEPDVolumeCount：检查GCE PD Volume数量是否过多（默认不超过 16）

  • MaxAzureDiskVolumeCount：检查Azure Disk Volume数量是否过多（默认不超过 16）

  • MatchInterPodAffinity：检查是否匹配Pod的亲和性要求

  • NoDiskConflict：检查是否存在Volume冲突，仅限于GCE PD、AWS EBS、Ceph RBD以及ISCSI

  • GeneralPredicates:

    分noncriticalPredicates和EssentialPredicates

    3.2. 评分：对第一步筛选出的符合要求的主机进行打分，这个过程称为 priority，在此阶段，如果在 predicate过程中没有合适的节点，Pod 会一直处于pending状态，不断重试调度，直到有节点满足条件。

经过这个步骤，如果有多个节点满足条件，就继续 priorities 过程：按照优先级大小对节点排序。

    Priorities优先级选项包括: 

  • LeastRequestedPriority：优先调度到请求资源少的节点上
  • NodePreferAvoidPodsPriority: alpha.kubernetes.io/preferAvoidPods 字段判断, 权重为10000，避免其他优先级策略的影响
  • NodeAffinityPriority：优先调度到匹配 NodeAffinity 的节点上
  • TaintTolerationPriority：优先调度到匹配 TaintToleration 的节点上
  • ServiceSpreadingPriority：尽量将同一个 service 的 Pod 分布到不同节点上
  • MostRequestedPriority：尽量调度到已经使用过的 Node 上，特别适用于
  • SelectorSpreadPriority: 优先减少节点上属于同一个Service或Replication Controller的Pod数量
  • InterPodAffinityPriority：优先将 Pod 调度到相同的拓扑上（如同一个节点、Rack、Zone 等）
  • BalancedResourceAllocation：优先平衡各节点的资源使用

    3.3. 选择优先级最高的节点：选择得分最高的主机，进行binding操作，结果存储到Etcd中。

第四步： kubelet根据调度结果执行Pod创建操作，绑定成功后，会启动容器运行时，container, docker run, scheduler会调用API Server的API在etcd中创建一个bound Pod对象，它描述在一个工作节点上绑定运行的所有pod信息。

运行在每个工作节点上的kubelet也会定期与api-server同步bound Pod的信息，一旦发现在该工作节点上运行的bound Pod对象没有更新，则调用Docker API创建并启动pod内的容器.

第五步： kube-proxy为新创建的pod注册动态DNS到CoreOS，然后给pod的service添加对应的iptables规则，用于服务发现和负载均衡。

第六步： 至此，Pod创建完成。

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