5.3 择优而居
5.3.1 两种节点，一种任务
如开始所讲，Kubernetes是管理集群多个节点的操作系统，这些节点在集群中的角色却不必完全一样。Kubernetes集群有两种节点，Master节点和Worker节点，如图5-6所示。
这种角色的区分，实际上就是一种分工：Master节点负责整个集群的管理，其上运行的以集群管理组件为主，这些组件包括实现集群入口的API Server；而Worker节点主要负责承载普通任务。
在Kubernetes集群中，任务被定义为Pod。Pod是集群可承载任务的原子单元。Pod被翻译成容器组，其实是意译，因为一个Pod实际上封装了多个容器化的应用。从原则上讲，被封装在一个Pod里边的容器之间应该存在较大程度上的耦合关系。
图5-6 Kubernetes集群和集群节点
5.3.2 择优而居
调度算法需要解决的问题，是替Pod选择一个舒适的“居所”，让Pod所定义的任务可以在这个节点上顺利地完成。
为了实现“择优而居”的目标，Kubernetes集群调度算法采用了两步走的策略：第一步，从所有节点中排除不满足条件的节点，这一步是预选；第二步，给剩余的节点打分，最后得分高者胜出，这一步是优选。
下面，我们使用5.1节中制作的镜像创建一个Pod，并通过日志来具体分析一下，这个Pod怎样被调度到某一个集群节点。
5.3.3 Pod配置
首先，我们创建Pod的配置文件，配置文件格式是json。这个配置文件有三个地方比较关键，分别是镜像地址、命令及容器的端口。
5.3.4 日志级别
集群调度算法被实现为运行在Master节点上的系统组件，这一点和API Server类似。其对应的进程名是kube-scheduler。
kube-scheduler支持多个级别的日志输出，但社区并没有提供详细的日志级别说明文档。在查看调度算法对节点进行筛选、打分的过程中，我们需要把日志级别提高到10，即加入参数--v=10。
5.3.5 创建Pod
使用curl，以证书和Pod配置文件等作为参数，通过POST请求访问API Server的接口，我们可以在集群里创建对应的Pod。
5.3.6 预选
预选是Kubernetes调度的第一步，这一步要做的事情，是根据预先定义的规则，把不符合条件的节点过滤掉。不同版本的Kubernetes所实现的预选规则有很大的不同，但基本趋势是，预选规则会越来越丰富。
比较常见的两个预选规则是PodFitsResourcesPred和PodFitsHostPortsPred。前一个规则用来判断一个节点上的剩余资源能不能满足Pod的需求，后一个规则检查一个节点上某一个端口是不是已经被其他Pod所使用了。
以下日志是调度算法在处理测试Pod时输出的预选规则的日志。这段日志记录了预选规则CheckVolumeBindingPred的执行情况。某些类型的存储卷只能挂载到一个节点上，这个规则可以过滤掉不满足Pod对存储卷需求的节点。
预选规则CheckVolumeBindingPred日志：
从app的编排文件里可以看到，Pod对存储卷并没有什么需求，所以这个条件并没有过滤掉节点。
5.3.7 优选
调度算法的第二个阶段是优选阶段。在这个阶段，kube-scheduler会根据节点可用资源及其他一些规则给剩余节点打分。
目前，CPU和内存是调度算法考量的两种主要资源，但考量的方式并不是简单地认为剩余CPU、内存资源越多得分就越高。
日志记录了两种计算方式：LeastResourceAllocation和BalancedResourceAllocation。前一种方式计算Pod调度到节点之后，节点剩余CPU和内存占总CPU和内存的比例，比例越大得分就越高；第二种方式计算节点上CPU和内存使用比例之差的绝对值，绝对值越大得分就越低。
● 资源打分。
这两种方式，第一种倾向于选出资源使用率较低的节点，第二种希望选出两种资源使用比例接近的节点。这两种方式有一些矛盾，最终依靠一定的权重来平衡这两个因素。
除了资源之外，优选算法会考虑其他一些因素，比如Pod与节点的亲和性，或者当一个服务由多个相同Pod组成时，多个Pod在不同节点上的分散程度，这是保证高可用的一种策略。
● 其他因素打分。
5.3.8 得分
最后，调度算法会让所有的得分乘它们的权重，然后求和得到每个节点最终的得分。因为测试集群使用的是默认调度算法，而默认调度算法把日志中出现的得分项所对应的权重都设置成了1，所以如果按日志里有记录的得分项来计算，最终三个节点的得分应该分别是29、28和29。
● 节点得分。
之所以会出现日志输出的得分和我们自己计算的得分不一致的情况，是因为日志并没有输出所有的得分项，猜测漏掉的策略应该是NodePreferAvoidPodsPriority，这个策略的权重是10 000，每个节点得分为10，所以才得出日志最终输出的结果。