확장된 리소스를 위한 리소스 빈 패킹(bin packing)

kube-scheduler는 RequestedToCapacityRatioResourceAllocation 우선 순위 기능을 사용해서 확장된 리소스와 함께 리소스의 빈 패킹이 가능하도록 구성할 수 있다. 우선 순위 기능을 사용해서 맞춤 요구에 따라 kube-scheduler를 미세 조정할 수 있다.

RequestedToCapacityRatioResourceAllocation을 사용해서 빈 패킹 활성화하기

쿠버네티스를 사용하면 사용자가 각 리소스에 대한 가중치와 함께 리소스를 지정하여 용량 대비 요청 비율을 기반으로 노드의 점수를 매기는 것을 허용한다. 이를 통해 사용자는 적절한 파라미터를 사용해서 확장된 리소스를 빈 팩으로 만들 수 있어 대규모의 클러스터에서 부족한 리소스의 활용도가 향상된다. RequestedToCapacityRatioResourceAllocation 우선 순위 기능의 동작은 requestedToCapacityRatioArguments라는 구성 옵션으로 제어할 수 있다. 이 인수는 shape와 resources 두 개의 파라미터로 구성된다. shape 파라미터는 사용자가 utilization과 score 값을 기반으로 최소 요청 또는 최대 요청된 대로 기능을 조정할 수 있게 한다. resources 파라미터는 점수를 매길 때 고려할 리소스의 name 과 각 리소스의 가중치를 지정하는 weight 로 구성된다.

다음은 확장된 리소스 intel.com/foo 와 intel.com/bar 에 대한 requestedToCapacityRatioArguments 를 빈 패킹 동작으로 설정하는 구성의 예시이다.

apiVersion: v1
kind: Policy
# ...
priorities:
  # ...
  - name: RequestedToCapacityRatioPriority
    weight: 2
    argument:
      requestedToCapacityRatioArguments:
        shape:
          - utilization: 0
            score: 0
          - utilization: 100
            score: 10
        resources:
          - name: intel.com/foo
            weight: 3
          - name: intel.com/bar
            weight: 5

이 기능은 기본적으로 비활성화되어 있다.

우선 순위 기능 튜닝하기

shape 는 RequestedToCapacityRatioPriority 기능의 동작을 지정하는 데 사용된다.

shape:
 - utilization: 0
   score: 0
 - utilization: 100
   score: 10

위의 인수는 utilization 이 0%인 경우 score 는 0, utilization 이 100%인 경우 10으로 하여, 빈 패킹 동작을 활성화한다. 최소 요청을 활성화하려면 점수 값을 다음과 같이 변경해야 한다.

shape:
  - utilization: 0
    score: 100
  - utilization: 100
    score: 0

resources 는 기본적으로 다음과 같이 설정되는 선택적인 파라미터이다.

resources:
  - name: CPU
    weight: 1
  - name: Memory
    weight: 1

다음과 같이 확장된 리소스를 추가하는 데 사용할 수 있다.

resources:
  - name: intel.com/foo
    weight: 5
  - name: CPU
    weight: 3
  - name: Memory
    weight: 1

weight 파라미터는 선택 사항이며 지정되지 않은 경우 1로 설정 된다. 또한, weight 는 음수로 설정할 수 없다.

용량 할당을 위해 노드에 점수 매기기

이 섹션은 이 기능 내부의 세부적인 사항을 이해하려는 사람들을 위한 것이다. 아래는 주어진 값의 집합에 대해 노드 점수가 계산되는 방법의 예시이다.

요청된 리소스는 다음과 같다.

intel.com/foo : 2
Memory: 256MB
CPU: 2

리소스의 가중치는 다음과 같다.

intel.com/foo : 5
Memory: 1
CPU: 3

FunctionShapePoint {{0, 0}, {100, 10}}

노드 1의 사양은 다음과 같다.

Available:
  intel.com/foo: 4
  Memory: 1 GB
  CPU: 8

Used:
  intel.com/foo: 1
  Memory: 256MB
  CPU: 1

노드 점수는 다음과 같다.

intel.com/foo  = resourceScoringFunction((2+1),4)
               = (100 - ((4-3)*100/4)
               = (100 - 25)
               = 75                       # requested + used = 75% * available
               = rawScoringFunction(75)
               = 7                        # floor(75/10)

Memory         = resourceScoringFunction((256+256),1024)
               = (100 -((1024-512)*100/1024))
               = 50                       # requested + used = 50% * available
               = rawScoringFunction(50)
               = 5                        # floor(50/10)

CPU            = resourceScoringFunction((2+1),8)
               = (100 -((8-3)*100/8))
               = 37.5                     # requested + used = 37.5% * available
               = rawScoringFunction(37.5)
               = 3                        # floor(37.5/10)

NodeScore   =  (7 * 5) + (5 * 1) + (3 * 3) / (5 + 1 + 3)
            =  5

노드 2의 사양은 다음과 같다.

Available:
  intel.com/foo: 8
  Memory: 1GB
  CPU: 8
Used:
  intel.com/foo: 2
  Memory: 512MB
  CPU: 6

노드 점수는 다음과 같다.

intel.com/foo  = resourceScoringFunction((2+2),8)
               =  (100 - ((8-4)*100/8)
               =  (100 - 50)
               =  50
               =  rawScoringFunction(50)
               = 5

Memory         = resourceScoringFunction((256+512),1024)
               = (100 -((1024-768)*100/1024))
               = 75
               = rawScoringFunction(75)
               = 7

CPU            = resourceScoringFunction((2+6),8)
               = (100 -((8-8)*100/8))
               = 100
               = rawScoringFunction(100)
               = 10

NodeScore   =  (5 * 5) + (7 * 1) + (10 * 3) / (5 + 1 + 3)
            =  7

다음 내용

• 스케줄링 프레임워크에 대해 더 읽어본다.
• 스케줄러 구성에 대해 더 읽어본다.