[發明專利]基于Kubernetes平臺資源動態負載均衡調度方法及系統

在審

• 申請號: 202110379007.9
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113010270A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 張文輝;王子辰
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發明公開一種基于Kubernetes平臺資源動態負載均衡調度方法及系統，在接收到Pod應用部署請求時，Kubernetes集群采集其所有節點的資源利用率，并基于節點的資源利用率，利用層次分析法、熵權法和多屬性決策算法計算每個節點的相對貼合度，將當前請求部署的Pod應用部署到Kubernetes集群中相對貼合度最高的節點上。當某一個節點的任意一個資源指標的資源利用率超過設定的負載閾值時，則觸發該節點的重調度。本發明在考慮多種資源指標和權重的基礎下，動態調度使得集群負載均衡，有效地分散了各個節點的壓力，使得集群資源充分利用。

技術領域

本發明涉及容器云技術領域，具體涉及一種基于Kubernetes平臺資源動態負載均衡調度方法及系統。

背景技術

隨著云計算技術的發展，以Docker為代表的容器技術因其輕量級、可遷移和快速部署等特點得到了業界的廣泛應用。Kubernetes則因其優異的容器編排能力成為了業界容器編排系統的首選。然而Kubernetes只實現了對Pod應用的靜態調度，且只考慮了CPU和內存兩種資源指標，無法滿足Pod各異的資源需求，同時隨著集群長時間運行，Pod應用部署的越來越多，容易出現節點負載不均衡的情況，從而引發諸多問題。

很多文獻研究了優化節點負載和提高集群資源利用率，但存在以下不足：Kubernetes調度Pod應用時參考的資源指標不全面，且未考慮各個資源指標權重，無法適應精細化的資源調度需求；集群運行過程中，未考慮到Kubernetes平臺的動態負載均衡，在集群長時間運行情況下容易出現負載極度不均衡的情況。近年來中小型數據中心數量不斷增長，亟需一種考慮多種指標和權重且能夠動態負載均衡的調度方法，來分散各個節點的壓力，使得集群資源充分利用。

發明內容

本發明所要解決的是現有基于Kubernetes平臺資源的資源調度方法無法適應精細化的資源調度需求的問題，提供一種基于Kubernetes平臺資源動態負載均衡調度方法及系統。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

基于Kubernetes平臺資源動態負載均衡調度方法，包括步驟如下：

步驟1、當接收到Pod應用部署請求時，Kubernetes集群采集其所有節點的資源利用率；

步驟2、對于Kubernetes集群的每個節點，先利用層次分析法計算每個資源指標的層次分析權重，再基于節點的資源利用率，利用熵權法計算每個資源指標的熵權權重，后基于層次分析權重和熵權權重，計算每個資源指標的組合權重；其中：

步驟3、節點的資源利用率和資源指標的組合權重，利用多屬性決策算法計算Kubernetes集群的每個節點的相對貼合度；其中：

步驟4、將當前請求部署的Pod應用部署到Kubernetes集群中相對貼合度最高的節點上；

步驟5、Kubernetes集群對其所有節點上的資源利用率進行監控，當某一個節點的任意一個資源指標的資源利用率超過設定的負載閾值時，則觸發該節點的重調度，此時從該節點中選出一個最新部署的Pod應用進行重新部署，并返回步驟1；