K8S学习指南(47)-k8s的pod优先级PriorityClass

引言

Kubernetes（K8s）是一款开源的容器编排平台，其调度系统负责将容器化应用程序合理地分配到集群中的节点上。Pod的优先级管理是Kubernetes调度中的一个重要特性，通过PriorityClass（优先级类）的设置，我们可以为Pod指定不同的优先级，从而在资源有限的情况下更精细地调整调度顺序。本文将深入探讨PriorityClass的概念、用法，并通过详细的示例演示如何在实际场景中应用PriorityClass。

什么是PriorityClass？

PriorityClass是Kubernetes中用于指定Pod优先级的机制。通过为Pod分配不同的优先级，K8s调度器可以更好地管理资源，确保高优先级的Pod被更优先地调度。PriorityClass主要由以下几个组件构成：

• name： 优先级类的名称，用于标识该类。
• value： 优先级的数值，数值越大，优先级越高。
• globalDefault： 是否将该优先级类设为全局默认，即在没有为Pod指定PriorityClass的情况下使用该类的优先级。
• description： 对优先级类的描述。

以下是一个简单的PriorityClass示例：

apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: high-priority
value: 1000
globalDefault: false
description: "High priority class"

在这个示例中，我们创建了一个名为high-priority的PriorityClass，其优先级为1000，不将其设为全局默认。该类被描述为“High priority class”。

PriorityClass的基本结构

在使用PriorityClass之前，我们需要了解其基本结构。PriorityClass主要由上述几个组件构成，其中name和value是必需的，globalDefault和description是可选的。以下是一个PriorityClass的详细说明：

• name： 优先级类的名称，是一个字符串，用于标识PriorityClass。同一集群中不允许存在两个相同名称的PriorityClass。
• value： 优先级的数值，是一个整数，用于确定PriorityClass的优先级。数值越大，优先级越高。
• globalDefault： 是否将该优先级类设为全局默认。如果设为true，则该类将在没有为Pod指定PriorityClass的情况下使用，全局默认只能有一个。
• description： 对优先级类的描述，是一个可选的字符串，用于说明该类的用途和意义。

PriorityClass的使用方法

1. 定义PriorityClass

要使用PriorityClass，首先需要定义一个或多个PriorityClass。以下是一个带有多个PriorityClass的示例：

apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: low-priority
value: 10
globalDefault: false
description: "Low priority class"
---
apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: medium-priority
value: 50
globalDefault: false
description: "Medium priority class"
---
apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: high-priority
value: 100
globalDefault: false
description: "High priority class"

在这个示例中，我们定义了三个PriorityClass，分别是low-priority、medium-priority和high-priority，它们的优先级分别为10、50和100。每个类都有相应的描述，说明了其用途。

2. 应用PriorityClass到Pod

将定义好的PriorityClass应用到实际的Pod。以下是一个示例，演示了如何在Pod中指定PriorityClass：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: high-priority-pod
spec:
  containers:
  - name: nginx-container
    image: nginx:latest
  priorityClassName: high-priority

在这个示例中，我们创建了一个名为high-priority-pod的Pod，并通过priorityClassName字段将该Pod的优先级指定为high-priority，即高优先级。

3. 验证PriorityClass

通过查看Pod的描述，我们可以验证PriorityClass是否被正确应用。执行以下命令：

kubectl describe pod <pod-name>

在输出中，你应该能够看到与指定的PriorityClass相对应的信息，确认Pod是否按照预期被调度。

实际应用示例

假设我们有一个Kubernetes集群，其中运行着多个应用程序，这些应用程序对资源的需求和重要性不同。我们希望通过PriorityClass实现对这些应用程序的灵活调度。以下是一个示例，演示了如何在集群中使用PriorityClass：

apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: low-importance
value: 10
globalDefault: false
description: "Low importance class"
---
apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: medium-importance
value: 50
globalDefault: false
description: "Medium importance class"
---
apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: high-importance
value: 100
globalDefault: false
description: "High importance class"
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: important-app-pod
spec:
  containers:
  - name: important-app-container
    image: important-app:latest
  priorityClassName: high-importance
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: regular-app-pod
spec:
  containers:
  - name: regular-app-container
    image: regular-app:latest
  priorityClassName: medium-importance
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: background-app-pod
spec:
  containers:
  - name: background-app-container
    image: background-app:latest
  priorityClassName: low-importance

在这个示例中，我们定义了三个PriorityClass，分别是low-importance、medium-importance和high-importance，它们的优先级分别为10、50和100。然后，我们创建了三个Pod，important-app-pod、regular-app-pod和background-app-pod，分别指定了对应的PriorityClass。这样，通过PriorityClass，我们实现了对这三个应用程序的灵活调度，确保重要应用程序优先被调度。

结论

Pod优先级（PriorityClass）是Kubernetes中非常有用的调度特性，通过为Pod分配不同的优先级，我们可以更灵活地调整资源的调度顺序。通过本文的详细介绍和示例，希望读者能够更好地理解和运用PriorityClass，从而优化Kubernetes集群中Pod的调度策略，提高应用程序的性能和可用性。