一种面向k8s集群的静态任务分配执行方法及系统与流程

本发明属于k8s集群任务调度，特别是涉及一种面向k8s集群的静态任务分配执行方法及系统。

背景技术：

1、随着云计算技术的发展，逐渐由iaas过渡到paas。在paas层，容器技术成为主流技术，k8s集群成为事实上的容器编排标准。k8s集群采用动态调度方式，通过查询集群节点当前的资源状态以及pod的资源需求，动态的为pod选择一个节点，主要适用于系统任务不确定、对调度实时性要求不高的应用场景比如公有云。针对系统任务固定、对调度实时性要求较高的应用场景比如工业控制，现有技术中k8s集群调度方式主要存在以下不足：当集群节点数量大时，调度pod需要较长的时间，实时性较差；pod运行的节点动态分配、不具备确定性。

技术实现思路

1、本发明目的在于一种面向k8s集群的静态任务分配执行方法及系统，通过静态分配任务，制定任务运行蓝图，在执行任务时，执行器依据蓝图中的任务分配方案指导k8s集群将任务调度到指定的节点上，从而提高任务调度的实时性和确定性。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一方面，本发明提供一种面向k8s集群的静态任务分配执行方法，步骤如下：

3、步骤1：运行任务集合和k8s集群，得到任务分配方案，所述运行任务集合需要节点，所述任务集合中的任务分配到节点上，所述节点是逻辑节点，所述节点通过标签的方式与物理节点建立联系；

4、步骤1-1：在包含n个节点的k8s集群上运行m个任务，如果运行成功，则执行步骤1-2，否则任务分配失败；

5、步骤1-2：依次减少节点个数，直到任务运行失败为止；

6、步骤1-3：记录运行m个任务需要的节点个数k以及所述m个任务分配的节点，1≤k≤n，得到任务分配方案；

7、步骤2：记载任务分配方案，形成蓝图文件，所述蓝图文件以k8s集群的configmap资源的形式记载任务分配方案；

8、步骤3：k8s集群依据蓝图文件，通过控制任务和节点，指导任务调度器将任务分配到指定的节点上运行，并在运行过程中根据节点的运行状态对任务进行重构；

9、步骤3-1：根据运行蓝图的节点标签，依次为k个节点设置标签和污点标记；

10、步骤3-2：根据运行蓝图的taski，1≤i≤m：nodej键值对，设置任务对应的pod的nodeselector字段、tolerations字段，1≤j≤k；

11、进一步的，pod的nodeselector字段为node＝nodej；设置的tolerations字段，key的值为对应的节点标签nodej、operator的值exists、effect的值为noexecute，1≤j≤k；

12、步骤3-3：当标签为node＝nodej的节点出现故障时，选择一个未设置标签的节点，将所述未设置标签的节点设置标签为node＝nodej，l≤j≤k；

13、进一步的，所述蓝图文件以k8s集群的configmap资源的形式记载任务分配方案，并以任务名称：节点标签键值对taski，1≤i≤m；nodej表示taski分配到nodej，1≤j≤k。

14、另一方面，本发明还提供一种面向k8s集群的静态任务分配执行系统，所述系统包括：

15、任务分配模块：用于得到任务分配方案并以运行蓝图的方式固定下来，所述任务分配通过k8s集群进行模拟；

16、执行器模块：用于执行器根据运行蓝图指导k8s集群将任务调度到指定节点上运行，当有节点出现故障时，对任务分配进行重构。

17、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述程序时实现上述的面向k8s集群的静态任务分配执行方法。

18、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的面向k8s集群的静态任务分配执行方法。

19、一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上述的面向k8 s集群的静态任务分配执行方法。

20、与现有技术相比，本发明的显著进步在于：(1)本发明通过运行蓝图静态的记载任务分配方案，提高了k8s集群任务调度的确定性；(2)本发明将运行蓝图表示为k8s集群的configmap资源，通过查询configmap的内容，可在o(1)时间内确定任务调度的节点，提高了k8s集群任务调度的实时性。

21、为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。

技术特征：

1.一种面向k8s集群的静态任务分配执行方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的面向k8s集群的静态任务分配执行方法，其特征在于，所述步骤1运行任务集合需要节点，所述任务集合中的任务分配到节点上，所述节点是逻辑节点，所述节点通过标签的方式与物理节点建立联系。

3.根据权利要求1所述的面向k8s集群的静态任务分配执行方法，其特征在于，所述步骤1包含以下步骤：

4.根据权利要求1所述的面向k8s集群的静态任务分配执行方法，其特征在于，所述蓝图文件以k8s集群的configmap资源的形式记载任务分配方案，并以任务名称：节点标签键值对taski，1≤i≤m；nodej表示taski分配到nodej，1≤j≤k。

5.根据权利要求1所述的面向k8s集群的静态任务分配执行方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的面向k8s集群的静态任务分配执行方法，其特征在于，所述步骤3-2中pod的nodeselector字段为node＝nodej；设置的tolerations字段，key的值为对应的节点标签nodej、operator的值exists、effect的值为noexecute，1≤j≤k。

7.一种面向k8s集群的静态任务分配执行系统，其特征在于，用于实现权利要求1-6任意一项所述的面向k8s集群的静态任务分配执行方法，静态任务分配执行系统包括以下模块：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一所述的方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种面向k8s集群的静态任务分配执行方法及系统，方法包括：运行任务集合和k8s集群，得到任务分配方案；记载所述任务分配方案，形成蓝图文件；所述k8s集群依据蓝图文件，通过控制任务和节点，指导任务调度器将任务分配到指定节点上运行，并在运行过程中根据节点的运行状态对任务进行重构；系统包括两部分，任务分配模块和执行器模块。本发明通过静态分配任务，制定任务运行蓝图，在执行任务时，执行器依据蓝图中的任务分配方案指导k8s集群将任务调度到指定的节点上，提高了任务调度的实时性和确定性。技术研发人员：殷进勇,赵曰昶,王宏辉,李祥震,李庆,杨建,王冶,蔡涛,祁德昊受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一六研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/29