[发明专利]一种基于Kubernetes的动态资源配额及调度组件

说明书

本发明公开了一种基于Kubernetes的动态资源配额及调度组件，该组件包括：获取Kubernetes集群中的应用服务的历史资源使用量；采用ARIMA和LSTM预测模型分析各应用资源使用量并进行动态调整配额；获取每个Node节点的各资源实际使用量；从多个维度评估节点Node和待调度Pod的适配程度；将待调度Pod调度至目标Node节点。本发明提供的组件对传统Kubernetes资源配额方法进行改造，利用时间序列预测模型预测Pod资源使用量并动态调整配额；将Kubernetnes调度模块改造，利用节点Node实际资源使用量，从CPU、内存、网络带宽、磁盘IO和优先级等维度进行评估将Pod调度到目标节点Node。降低Kubernetes用户在部署应用时确定资源使用量的难度，解决了数据密集型或I/O密集型应用调度不均衡的问题。

技术领域

本发明属于云计算技术领域，具体为一种基于Kubernetes的动态资源配额及调度组件。

背景技术

Kubernetes是一个开源的容器集群管理系统，为大规模容器组提供了编排、自动化部署、服务发现以及资源调度功能，为使用者提供了一整套容器化应用的解决方案。其使用场景非常广泛，已经成为了行业标准。然而当前Kubernetes在资源分配和调度上还存在以下不足：

1)Kubernetes将给Pod分配资源的权力交于用户，让用户根据需求请求资源。在实际场景中，据统计，在大约70％的情况下，用户请求的资源超过了所需的资源，而应用资源过度分配会导致吞吐量和集群资源利用率降低，过少分配虽然可以在各节点中部署更多的服务，但在业务繁忙时会使应用争夺资源，导致任务等待时间增加。

2)Kubernetes默认调度器，在衡量节点资源容量时，是通过节点上已经部署的应用申请资源的总和，属于静态值，并不能准确表示节点实际负载，且调度时只关注CPU和内存，因此在对文件存储、镜像中心以及一些数据密集型应用进行调度时，会将多个该类型应用调度到少数重复节点，造成节点资源瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Kubernetes的动态资源配额及调度组件，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于Kubernetes的动态资源配额及调度组件，包括通过时间序列模型预测Pod未来一段时间资源使用量并动态调整，利用节点的实际负载信息从CPU、内存、网络带宽、磁盘I/O和节点高优应用部署情况五个方面为Pod选择最合适的Node节点进行部署，进一步包括：

资源监控模块，用于监控、告警和采集数据，具体为监控Kubernetes集群中各个节点的各种资源实际使用情况，当节点负载过高时发送告警信息给管理人员，同时为用户提供查询资源负载功能；

动态资源配额模块，用于对Pod资源使用量进行预测，并根据预测值和当前Pod资源配额值进行对比，若超过或低于阈值区间，则对Pod申请的资源量进行调整，具体为为用户提供应用服务自动调整配额功能；

动态调度模块，用于调度还未绑定节点的Pod，通过监控模块获取到的各节点信息，从多个维度衡量Pod与每个Node节点的适配程度，最后选择最适合的节点Node将Pod部署在Node节点上。

优选的，所述资源监控模块包括：

指标监控单元，用于监控Kubernetes集群中各个节点的CPU、内存、网络带宽、磁盘I/O实时使用情况、监控节点上各个Pod的资源实际使用情况以及Pod工作工作状态；

告警管理单元，用于对监控数据出现异常的Node节点、Pod进行告警，通过用户制定的告警规则，包括Node节点和Pod的资源使用量是否超过阈值、Pod接口工作状态是否能正常对外提供服务；

数据管理单元，用于采集监控获取到的各资源历史数据，对异常数据进行处理，对数据进行封装，为用户查询接口。