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kube-scheduler

kube-scheduler

kube-scheduler가 하는 일

🏗 kube-scheduler 역할 및 작동 방식

kube-scheduler는 새로 생성된 Pod을 클러스터 내 적절한 노드에 배치하는 역할을 담당하는 Kubernetes의 핵심 컴포넌트입니다.

📌 한마디로:
“Pod을 실행할 최적의 노드를 결정하는 Kubernetes의 ‘심판’ 같은 존재”

🎯 kube-scheduler의 주요 역할

  1. 새로운 Pod 감지

    • kube-apiserver를 통해 아직 노드에 배정되지 않은 새 Pod을 감지함.
    • spec.nodeName이 비어 있는 Pod이 대상.

  2. 적절한 노드 선택 (스케줄링)

    • 클러스터 내 모든 노드를 평가하여 Pod을 실행하기에 가장 적합한 노드를 찾음.
    • CPU, 메모리, 네트워크, 라벨, 테인트/톨러레이션 등을 고려하여 결정.

  3. 스케줄링 결과 전달

    • 적절한 노드를 찾으면 kube-apiserver를 통해 Pod의 spec.nodeName을 업데이트.
    • kubelet이 이를 감지하고 Pod 실행을 시작함.

🛠 kube-scheduler 작동 방식

🏆 1️⃣ 스케줄링 단계

kube-scheduler는 Pod을 배정할 노드를 찾을 때 두 가지 주요 단계를 거침.

✅ 1단계: 필터링 (Filtering)

  • Pod이 실행될 수 없는 노드를 제외하는 과정.
  • 다음 조건을 기반으로 후보 노드를 거름:
    • 자원 부족 (CPU, 메모리, 디스크)
    • 테인트(Taint) & 톨러레이션(Toleration) 불일치
    • 노드 셀렉터(nodeSelector) & 노드 어피니티(nodeAffinity)
    • Pod 간 상충되는 규칙 (예: Pod 안티 어피니티)

✅ 2단계: 점수 계산 (Scoring)

  • 필터링된 노드들 중에서 가장 적절한 노드를 선택하기 위해 점수를 매김.
  • 고려 요소:
    • 리소스 사용량이 낮은 노드 선호
    • 특정 노드에 Pod을 집중 배치하는 전략
    • PodSpreadConstraints(Pod 분산 규칙)

🎯 결과

가장 높은 점수를 받은 노드가 최종 선택됨.

📌 실제 예제

1️⃣ 새로운 Pod 생성

다음과 같은 nginx Pod이 생성됨.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx
  nodeSelector:
    disktype: ssd

2️⃣ kube-scheduler의 동작

✅ (1) 필터링 단계

  • 클러스터에 node1, node2, node3이 있다고 가정.
  • nodeSelector: disktype: ssd 조건이 있는 Pod이므로, SSD가 아닌 노드는 제외됨.
  • node1이 disktype: ssd를 가지고 있어 후보로 남음.

✅ (2) 점수 계산 단계

  • node1과 node2가 남았다고 가정.
  • 각 노드의 CPU, 메모리 상태를 고려하여 점수 부여:
    • node1: 80점 (CPU 50%, 메모리 40% 사용 중)
    • node2: 90점 (CPU 30%, 메모리 20% 사용 중)

✅ (3) 최적 노드 선택

  • 점수가 가장 높은 node2가 선택됨.
  • kube-apiserver를 통해 spec.nodeName: node2가 설정됨.
  • kubelet이 이를 감지하고 Pod을 실행.

🛠 고급 기능

✅ 1. NodeSelector (노드 선택)

특정 라벨이 있는 노드에만 Pod을 배치하고 싶을 때 사용.

spec:
  nodeSelector:
    disktype: ssd

✅ 2. Node Affinity (노드 선호 조건)

nodeSelector보다 더 유연한 정책을 제공하며, requiredDuringScheduling(필수)과 preferredDuringScheduling(선호) 옵션이 있음.

spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: disktype
            operator: In
            values:
            - ssd

✅ 3. Taints & Tolerations (테인트 & 톨러레이션)

특정 Pod만 특정 노드에 배치되도록 설정 가능.

kubectl taint nodes node1 dedicated=high-cpu:NoSchedule

이렇게 하면 dedicated=high-cpu 톨러레이션이 없는 Pod은 node1에 스케줄링되지 않음.

spec:
  tolerations:
  - key: "dedicated"
    operator: "Equal"
    value: "high-cpu"
    effect: "NoSchedule"

🚀 정리

  • kube-scheduler는 새로운 Pod을 감지하고 적절한 노드에 배치하는 역할을 담당.
  • 필터링 단계(불가능한 노드 제외) → 점수 계산 단계(최적 노드 선택)를 거쳐 결정됨.
  • NodeSelector, Node Affinity, Taints & Tolerations 등의 다양한 정책을 지원.

즉, kube-scheduler는 클러스터의 리소스를 효율적으로 활용하고 Pod을 최적의 위치에 배치하는 두뇌 역할을 한다! 🚀

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