[Kubernetes] Scheduler 이해 (Pod 스케줄링 원리, Node Selection, Taints/Tolerations)

☸️ Kubernetes Scheduler 이해하기

Kubernetes에서 Scheduler는 Pod를 어떤 Node에서 실행할지 결정하는 핵심 컴포넌트입니다.

Scheduler를 이해하면 다음을 알 수 있습니다.

• Pod가 Pending 상태로 멈춘 이유
• 특정 Node에 Pod를 배치하는 방법
• Taints/Tolerations와 Node Affinity 활용법
• 리소스 활용 최적화 방법

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Scheduler 동작 개요

Scheduler는 Pending 상태 Pod를 감지하고 Node를 선택합니다.

graph TD

A[Pending Pod]

B[Scheduler]

C[Node Selection]

D[Bind Pod to Node]

A --> B
B --> C
C --> D

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Node Selection 과정

Scheduler는 다음 단계를 거쳐 Node를 선택합니다.

1️⃣ Filter - 스케줄 가능한 Node 후보 선별 2️⃣ Score - 후보 Node 점수 계산 3️⃣ Select - 최종 Node 선택 4️⃣ Bind - Pod와 Node 연결

graph TD

A[Pending Pod]

B[Filter]

C[Score]

D[Select]

E[Bind]

A --> B --> C --> D --> E

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Filter 단계

Filter 단계에서는 다음 조건을 확인합니다.

• Node 리소스 충분 여부(CPU, Memory)
• Taints/Tolerations 일치 여부
• Node Affinity/Anti-affinity 조건
• Pod Affinity/Anti-affinity 조건

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Score 단계

Score 단계에서는 후보 Node에 점수 계산을 합니다.

• 리소스 사용률 균형
• Pod 배치 최적화
• Node 선호도 반영

graph TD

A[Node1]

B[Node2]

C[Node3]

A -->|score 80| D[Candidate]

B -->|score 95| D

C -->|score 60| D

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Bind 단계

최종 Node를 선택한 후 Scheduler는 API Server를 통해 Pod와 Node를 바인딩합니다.

graph TD

A[Scheduler]

B[Kubernetes API Server]

C[Node]

D[Pod]

A --> B --> C

B --> D

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Taints / Tolerations

Taints: Node에 표시, Pod가 배치되지 않도록 함 Tolerations: Pod가 Taint를 허용하도록 설정

graph TD

A[Node with Taint]

B[Pod with Toleration]

A --> B

예시

# Node Taint
kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule

# Pod Toleration
tolerations:
- key: "key"
  operator: "Equal"
  value: "value"
  effect: "NoSchedule"

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Node Affinity

Node Affinity를 통해 특정 Node에 Pod를 배치할 수 있습니다.

affinity:
  nodeAffinity:
    requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      nodeSelectorTerms:
      - matchExpressions:
        - key: kubernetes.io/region
          operator: In
          values:
          - us-east-1

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Scheduler 전체 아키텍처

graph TD

A[Pending Pod]

B[Scheduler]

C[Filter Phase]

D[Score Phase]

E[Select Node]

F[Bind]

G[Node]

A --> B --> C --> D --> E --> F --> G

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정리

Scheduler 핵심

역할

• Pending Pod 감지
• Node 선택
• Pod 바인딩

스케줄링 과정

• Filter → Score → Select → Bind

고급 기능

• Taints / Tolerations
• Node Affinity / Anti-affinity
• Resource 기반 스케줄링