《电子技术应用》
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基于Kubernetes的调度算法综述
电子技术应用
刘旭东,姚旺君,孙彻,包正晶,张楠
华北计算机系统工程研究所
摘要: 在云计算领域,资源管理和任务调度的优化对提升系统效率和资源利用率至关重要。Kubernetes(K8S)作为业界领先的容器编排工具,致力于应用程序容器的自动化部署、扩展和管理,其核心优势之一在于利用高效的调度算法实现容器的跨集群部署与执行,这一策略在提高应用系统可移植性、安全性、优化资源利用和集成部署方面发挥了重要作用,使其能够更加敏捷高效地应对不断变化的业务需求。鉴于此,有关于K8S的调度算法成为了业界研究的热点,全面调研和分析了K8S相关的调度算法及其在不同应用领域中的实际表现,特别关注三个领域:通用调度算法的改进、面向人工智能的调度策略以及基于弹性伸缩的调度技术。最后通过综合分析,揭示当前研究的不足之处和未来研究中亟待解决的问题,为进一步优化K8S的调度算法提供借鉴和参考。
中图分类号:TP393.09 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.244846
中文引用格式: 刘旭东,姚旺君,孙彻,等. 基于Kubernetes的调度算法综述[J]. 电子技术应用,2024,50(6):1-9.
英文引用格式: Liu Xudong,Yao Wangjun,Sun Che,et al. A review of scheduling algorithms based on Kubernetes[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(6):1-9.
A review of scheduling algorithms based on Kubernetes
Liu Xudong,Yao Wangjun,Sun Che,Bao Zhengjing,Zhang Nan
National Computer System Engineering Research Institute of China
Abstract: In the field of cloud computing, optimization of resource management and task scheduling is crucial to improving system efficiency and resource utilization. As the industry's leading container orchestration tool, Kubernetes (K8S) is dedicated to the automated deployment, expansion and management of application containers. One of its core advantages is to use efficient scheduling algorithms to achieve cross-cluster deployment and execution of containers. This strategy plays an important role in application system portability, security, optimized resource utilization and integrated deployment, making it more agile and efficient in responding to changing business needs. In view of this, K8S scheduling algorithms have become a hot research topic in the industry. This article aims to comprehensively investigate and analyze K8S-related scheduling algorithms and their actual performance in different application fields, with special attention to three areas: improvement of general scheduling algorithms , artificial intelligence-oriented scheduling strategy and elastic scaling-based scheduling technology. Finally, through comprehensive analysis, the shortcomings of current research and issues that need to be solved in future research are revealed, providing reference for further optimizing the K8S scheduling algorithm.
Key words : container orchestration;Kubernetes;resource scheduling;scheduling algorithm

引言

Kubernetes(简称K8S)是一款开源容器编排平台,目标是简化和自动化容器化应用程序的部署、扩展及运维流程。该平台提供了一整套强大的工具,助力开发者和运维团队在分布式环境中高效管理应用程序。Kubernetes的主要功能包括容器编排、自动化部署、自动扩展、负载均衡、容错和自我修复等。它能够根据应用程序的资源需求和可用资源自动安排容器,确保资源使用高效且均衡。K8S通过水平自动扩展功能,根据实际负载自动增减容器实例,有效应对不同的流量需求。此外,该平台还支持容器的自动恢复和滚动更新,保障应用程序的高可用性和业务的连续性。作为业界先进的容器编排平台,K8S为开发者和运维人员提供了一种高效、灵活且可扩展的部署和管理容器化应用程序的方式,极大地简化了分布式应用的管理和维护工作。K8S非常适合用于构建基于微服务的Web应用程序,其中每个功能组件都能在其独立的容器中运行。


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作者信息:

刘旭东,姚旺君,孙彻,包正晶,张楠

(华北计算机系统工程研究所,北京 100083)


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