Kubernetes调度器是Kubernetes组件中非常重要的部分，主要负责任务调度和资源分配。本次面试中，面试官针对Kubernetes调度器的一些核心功能和原理进行了深入的提问，包括Scheduler runOnce、Queue CRD和PodGroup CRD、Enqueue action以及如何实现优先级调度等。通过对这些问题的回答，我们可以更深入地了解Kubernetes调度器的内部工作原理以及其在实际应用中的重要性。
岗位： Kubernetes Scheduler Engineer 从业年限： 5年
简介： 拥有5年经验的Kubernetes专家，擅长使用Kube-batch、Volume、Service Mesh等技术提升集群资源利用率，曾成功解决资源争抢和任务调度问题，提升系统稳定性和可靠性。
问题1：请简要介绍一下Kube-batch调度器以及它在Kubernetes中的作用？
考察目标：Kube-batch调度器旨在提高集群资源的利用率，支持多任务并行处理。
回答： Kube-batch调度器是在Kubernetes中用于多任务并行处理的调度器。它可以有效地处理大量的并行任务，同时保证各个任务的公平性和优先级的处理。举个例子，之前我在工作中参与了一个项目，我们使用了Kube-batch调度器来处理大量数据处理任务。通过使用Kube-batch调度器，我们将原本需要花费很长时间才能完成的数据处理任务缩短了非常多时间，同时也保证了各个任务的公平性，使得整个系统的效率得到了大幅提升。此外，Kube-batch调度器还具有很好的扩展性，可以很好地适应不同规模的任务需求，这也是它能够在实际应用中发挥重要作用的原因之一。
问题2：您是否熟悉Volcano调度器？请谈谈它在解决多任务并行处理中的资源竞争问题方面的优势。
考察目标：Volcano调度器主要关注解决多任务并行处理中的资源竞争问题，提高集群资源利用率。
回答： 当然，我非常熟悉Volcano调度器。事实上，我曾经参与了一个项目，该项目使用了Volcano调度器来解决多任务并行处理中的资源竞争问题。在这个项目中，我们可以同时处理大量的并行任务，比如Pod创建和更新操作。使用Volcano调度器后，我们发现它的表现非常出色，成功地解决了资源竞争问题，提高了集群的资源利用率。具体来说，Volcano调度器通过将任务放入队列中，然后根据任务的优先级和资源可用性进行调度。这种做法可以确保资源得到公平且高效地分配，避免了低优先级任务被高优先级任务挤占资源的情况。总的来说，Volcano调度器是一个非常优秀的解决方案，我已经深入理解并实践了它的优势。
问题3：请解释一下Queue CRD和PodGroup CRD，以及它们在Kubernetes调度器中的作用。
考察目标：Queue CRD和PodGroup CRD为调度器提供了基础支持，有助于实现资源分配和管理。
回答： 在Kubernetes调度器中，Queue CRD和PodGroup CRD是非常重要的概念，它们在调度器中扮演着举足轻重的角色。Queue CRD（Containers Request resource Definition）允许我们为不同的Pod定义特定的资源需求，例如CPU、内存等。这使得我们可以根据每个Pod的实际需求来分配资源，而不是简单地使用平均值或最大值。这样一来，就可以确保每个Pod都能获得最适合它的资源，从而提高整体资源的利用率。
举个例子，假设我们有两个Pod A和B，它们都需要使用2 vCPU和4 GPU。但是，Pod A的负载较低，而Pod B的负载较高。通过使用Queue CRD，我们可以为Pod A分配较少的资源，为Pod B分配较多的资源，从而使得整体的资源利用率得到提高。
接下来，让我们来看看PodGroup CRD。在Kubernetes中，有时我们需要将一组相关的Pod放在一起，形成一个组，以便简化资源管理和调度。这时，PodGroup CRD就派上用场了。通过PodGroup CRD，我们可以为这些Pod所在的组设置优先级，以便在资源紧张的情况下，优先保证这些Pod的正常运行。
例如，我们有三个Pod A、B和C，它们都是机器学习任务。但是，Pod A的优先级最高，因为它必须在最短时间内完成任务。通过使用PodGroup CRD，可以为Pod A创建一个优先级最高的组，这样就可以确保Pod A的资源始终是最充足的，从而保证任务的最快完成。
总之，Queue CRD和PodGroup CRD都是非常重要的资源管理工具，它们可以帮助我们更有效地调度和管理资源，提高整体的性能和效率。在我过去的工作中，多次使用了这两个概念，成功地解决了资源争抢和任务调度的问题，从而保证了系统的稳定性和可靠性。
问题4：请您谈谈在Kubernetes调度器中使用Scheduler runOnce的核心功能及其作用。
考察目标：Scheduler runOnce是调度器的核心功能之一，负责处理作业的入队、资源分配和调度决策。
回答： 在Kubernetes调度器中，Scheduler runOnce是一个非常重要的功能，它的核心作用是为Pod分配节点资源，从而实现资源管理。具体来说，它会根据不同的调度策略，比如LeastRequestedPriority、Binpack等，为Pod分配 nodes。以一个简单的场景为例，假设我们有一个包含3个节点的集群，其中有2个节点处于busy状态，1个节点处于free状态。我们有一个Pod需要分配资源，它需要的资源数量是2。这时候，Scheduler runOnce就会为这个Pod创建一个新的Slice，或者更新现有的Slice，从而为这个Pod分配2个node资源。这样的调度策略可以使得集群的资源得到更高效的利用，从而达到保障系统稳定性和性能的目的。在我之前的工作中，我有机会参与到Kubernetes调度器的开发中，深入理解了Scheduler runOnce的核心功能和作用，并通过实际的应用场景，深刻体会到了它在资源管理和任务调度上的重要性。
问题5：请解释一下Enqueue action在Kubernetes调度器中的作用，以及它是如何工作的？
考察目标：Enqueue action是将待处理的任务加入队列中的一个关键动作，有助于实现调度器的任务调度。
回答： 1. 当一个任务被提交到调度器时，调度器会检查当前队列中是否有空闲的资源可以分配给这个任务。如果有资源可用，调度器会将这个任务添加到队列中。
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一旦任务被添加到队列中，调度器就会为这个任务分配一个全局唯一的ID，称为“task-id”。这个ID保证了对同一个任务的多个调用不会产生冲突。
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接下来，调度器会为这个任务设置一些基本信息，例如任务的状态、优先级等。这些信息将用于后续的任务调度和资源分配。
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最后，调度器会将这个任务添加到资源池中，等待调度器的调度策略选择合适的节点来执行这个任务。
通过上述过程，Enqueue action实现了将任务添加到队列中的功能，为后续的任务调度和资源分配打下了坚实的基础。在Kubernetes调度器的实际应用中，Enqueue action的正确性和高效性对于保证整个系统的正常运行至关重要。
问题6：当作业数量过多时，如何避免Kubernetes调度器出现资源争抢现象？
考察目标：避免作业数量过多导致的资源争抢现象，确保调度器能有效分配资源。
回答： 在避免Kubernetes调度器出现资源争抢现象方面，我有丰富的经验。首先，我会使用优先级调度来安排任务的执行顺序。通过将高优先级的任务优先执行，可以减少资源争抢的可能性。举个例子，如果有一项任务特别重要，而且它的截止时间很紧，我会把它优先级设置为最高，确保它能够尽快获得资源。
其次，我会根据作业的执行情况和集群的资源状况来动态调整资源分配。当我发现资源紧张时，我会减少低优先级的作业执行，而当资源充足时，我会增加高优先级的作业执行。这样一来，资源就能在各个节点之间均衡分配，防止了一些作业过度消耗资源，导致其他作业排队等待执行。
此外，我还会为每个作业设定resource limit，确保每个作业在执行过程中不会消耗过多的资源。这样就可以防止一些作业因为过度消耗资源而导致其他作业排队等待执行。
最后，为了进一步优化调度策略，我会使用Kubernetes调度器插件，如Kube-selector。这些插件可以根据节点和作业的特性来调整调度策略，从而在资源有限的情况下最大化作业的执行效率。通过以上措施，我成功避免了Kubernetes调度器在作业数量过多时的资源争抢现象，确保了作业的顺利执行和集群的高效利用。
问题7：能否介绍一下Kubernetes调度器如何实现优先级调度？
考察目标：了解Kubernetes调度器如何实现优先级调度，以便更好地分配资源和处理任务。
回答： 在Kubernetes调度器中，优先级调度主要是通过计算每个Pod的优先级来实现的。计算优先级的时候，Kubernetes调度器会综合考虑多个因素，包括资源需求、系统状态和作业类型等。
首先，资源需求是一个重要的因素。如果一个Pod需要的资源比较多，比如CPU或者内存，那么它的优先级就会相应地提高。这是因为，如果一个Pod占用了过多的资源，可能会影响到其他Pod的正常运行。
其次，系统状态也是一个重要因素。如果系统的资源已经被充分利用，调度器会更倾向于给那些资源需求较低的Pod分配资源，这样就可以保持系统的平衡。
再者，作业类型也会影响优先级。对于一些资源消耗较大的作业，例如存储长时间的日志，调度器可能会降低它们的优先级，以便给其他需要更少资源消耗的作业提供更多资源。
具体来说，Kubernetes调度器中的Scheduler runOnce函数会遍历所有的Pod，并使用这些因素来计算它们的优先级。这个函数会根据每个Pod的需求，以及系统的资源状况，来决定哪个Pod应该首先获得资源。
举个例子，假设我们有一个场景，有两个Pod，一个需要10%的CPU资源，另一个只需要5%。在资源充足的情况下，调度器会选择优先满足第二个Pod的需求，因为它的优先级更高。如果资源不足，调度器可能会选择优先满足第一个Pod的需求，因为它虽然优先级更低，但是需要的资源较少。
总的来说，Kubernetes调度器的优先级调度是一种动态的过程，它会根据系统的实时状态和各个Pod的需求来做出决策，从而保证所有Pod都能得到公平且高效的资源分配。在实际工作中，我也曾经遇到过类似的问题，通过使用Kubernetes调度器的相关特性，成功解决了这些问题，使得我们的应用运行得更为稳定和高效。
点评： 这位候选人在面试中对Kubernetes调度器展现了深厚的专业知识和实践经验。他深入浅出地讲解了Kube-batch调度器、Volcano调度器等核心组件，并且理解了它们在Kubernetes中的作用。他还详细阐述了Queue CRD、PodGroup CRD等概念，以及它们在调度器中的重要性。此外，他还分享了自己的经验，包括资源争抢问题的解决策略和优化方法。这些都显示出他的技术能力和实战经验。总的来说，我认为这位候选人完全具备Kubernetes调度器工程师所需的知识和技能，有望胜任该岗位。
