[發明專利]一種基于Kubernetes的動態資源配額及調度組件

在審

• 申請號: 202210912913.5
• 申請日: 2022-07-31
• 公開（公告）號: CN115297112A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 張賀;呂國駿;周鑫;榮國平;邵棟
• 申請（專利權）人: 南京匡吉信息科技有限公司
• 主分類號: H04L67/10
• 分類號: H04L67/10;H04L67/1008;H04L41/0631;H04L43/08;H04L43/50
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種基于Kubernetes的動態資源配額及調度組件，包括利用集群各節點監控數據和時間序列預測模型對應用資源申請量動態調整，利用節點實際資源負載從多個維度衡量節點與應用適配度并進行調度，其特征在于，包括：

資源監控模塊，用于監控集群中各節點各資源的使用情況、監控節點上應用的資源使用情況和工作狀態、根據負載告警和為其他模塊提供數據；

動態資源配額模塊，用于動態調整節點上應用服務的各種資源申請量，獲取應用的各資源實際使用情況，使用組合預測模型進行預測并決定是否調整；

動態調度模塊，用于將還未綁定節點的應用服務調度到最適合該應用服務的節點，通過從多個維度衡量適配度，使各節點資源使用均衡。

2.根據權利要求1所述的一種基于Kubernetes的動態資源配額及調度組件，其特征在于，所述資源監控模塊包括：

指標監控單元，用于監控集群中各個節點和應用的CPU、內存、網絡帶寬、磁盤I/O實時使用情況；

告警管理單元，用于對監控數據出現異常的Node節點、Pod進行告警；

數據管理單元，用于采集監控獲取到的各資源使用數據，對異常數據進行處理，對數據進行封裝，為用戶查詢接口。

3.根據權利要求1所述的一種基于Kubernetes的動態資源配額及調度組件，其特征在于，所述動態資源配額模塊包括：

資源預測單元，用于根據監控模塊獲取到的應用歷史資源使用量，使用時間序列預測模型預測該Pod接下來一段時間資源使用量；

動態調整單元，用于根據預測值和當前值進行比較決定是否進行調整。

4.根據權利要求3所述的一種基于Kubernetes的動態資源配額及調度組件，其特征在于，所述資源預測單元包括：

獲取資源使用量，包括CPU、內存、網絡帶寬以及磁盤I/O；

線性預測，即采用ARIMA模型對資源未來使用量線性部分進行預測

非線性預測，即根據真實值與線性預測值的差，采用LSTM模型，對殘差預測；

模型檢驗，用于檢驗模型準確度；

預測結果，通過線性與非線性之和得到最終預測值。

5.根據權利要求1所述的一種基于Kubernetes的動態資源配額及調度組件，其特征在于，所述動態調度模塊包括：

預選調度單元，用于對所有節點繼續預檢查，包括網絡帶寬剩余量、端口占用、磁盤空間是否充足，排除不符合要求的節點；

優選調度單元，用于從符合條件的節點選擇最優節點進行部署；

綁定單元，用于將Pod與最優節點進行綁定，并更新綁定信息。

6.根據權利要求1所述的一種基于Kubernetes的動態資源配額及調度組件，其特征在于，該組件以用戶為主體，根據用戶需求對特定的Pod進行動態配額，為用戶提供一種磁盤I/O和數據密集型的調度器，包括以下步驟：

步驟S100，對集群中各個節點和節點上Pod的資源使用量進行監控，根據預定義規則做出告警，采集需要使用的數據，

步驟S200，查詢集群中需要進行動態配額的Pod，從監控模塊獲取到該服務的歷史資源使用量，通過預測模型預測并動態調整，

步驟S300，根據Pod申請的資源量和各個節點的實際負載，通過預選策略和優選策略選擇最優節點進行部署。

7.根據權利要求1所述的一種基于Kubernetes的動態資源配額及調度組件，其特征在于，步驟S100具體包括步驟：

步驟S101，搭建監控模塊，配置需要監控的節點和應用指標，如CPU、內存、網絡帶寬、磁盤I/O等；

步驟S102，配置告警名稱、告警規則、告警發送途徑，如CPU、內存等資源高負載；

步驟S103，依據監控數據，運行告警規則，發送告警信息；

步驟S104，采集監控數據，并對外提供查詢接口。