openstack nova scheduler_default_filters 详解

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Filter scheduler 是 nova-scheduler 默认的调度器，调度过程分为两步：

通过过滤器（filter）选择满足条件的计算节点（运行 nova-compute）

通过权重计算（weighting）选择在最优（权重值最大）的计算节点上创建 Instance。

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Nova 允许使用第三方 scheduler，配置 scheduler_driver 即可。

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Scheduler 可以使用多个 filter 依次进行过滤，过滤之后的节点再通过计算权重选出最适合的节点。

目前，openstack默认支持几种过滤策略，开发者也可以根据需要实现自己的过滤策略。在nova.scheduler.filters包中的过滤器有以下几种：

l  AllHostsFilter – 不做任何过滤，直接返回所有可用的主机列表。

l  AvailabilityZoneFilter – 返回创建虚拟机参数指定的集群内的主机。

l  ComputeFilter – 根据创建虚拟机规格属性选择主机。

l  CoreFilter – 根据CPU数过滤主机。

l  IsolatedHostsFilter – 根据 “image_isolated” 和 “host_isolated” 标志选择主机。

l  JsonFilter – 根据简单的JSON字符串指定的规则选择主机。

l  RamFilter – 根据指定的RAM值选择资源足够的主机。

l  SimpleCIDRAffinityFilter – 选择在同一IP段内的主机。

l  DifferentHostFilter – 选择与一组虚拟机不同位置的主机。

l  SameHostFilter – 选择与一组虚拟机相同位置的主机。

【RetryFilter】

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RetryFilter 的作用是刷掉之前已经调度过的节点。

( i/ w2 N& J- h2 y; A! M

举个例子方便大家理解： 假设 A,B,C 三个节点都通过了过滤，最终 A 因为权重值最大被选中执行操作。 但由于某个原因，操作在 A 上失败了。 默认情况下，nova-scheduler 会重新执行过滤操作（重复次数由 scheduler_max_attempts 选项指定，默认是 3）。 那么这时候 RetryFilter 就会将 A 直接刷掉，避免操作再次失败。

RetryFilter 通常作为第一个 filter。

5 ~3 r, u( X6 F$ c

【AvailabilityZoneFilter】

9 R# c7 ]  Q5 u% v

为提高容灾性和提供隔离服务，可以将计算节点划分到不同的Availability Zone中。

例如把一个机架上的机器划分在一个 Availability Zone 中。 OpenStack 默认有一个命名为 "Nova" 的 Availability Zone，所有的计算节点初始都是放在 "Nova" 中。 用户可以根据需要创建自己的 Availability Zone

【RamFilter】

RamFilter 将不能满足 flavor 内存需求的计算节点过滤掉。

   内存超分：

对于内存有一点需要注意： 为了提高系统的资源使用率，OpenStack 在计算节点可用内存时允许 overcommit（超售），也就是可以超过实际内存大小。 超过的程度是通过 nova.conf 中 ram_allocation_ratio 这个参数来控制的，默认值为 1.5

ram_allocation_ratio = 1.5

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* ~/ @5 q- }5 _

其含义是：如果计算节点的内存有 10GB，OpenStack 则会认为它有 15GB（10*1.5）的内存。

7 I$ v% a! A/ K* E( J8 }: ^7 y  b

【DiskFilter】

) K5 i: V2 ]1 p$ q3 B5 n

DiskFilter 将不能满足 flavor 磁盘需求的计算节点过滤掉。

   磁盘超分：

Disk 同样允许 overcommit，通过 nova.conf 中 disk_allocation_ratio 控制，默认值为 1

6 ]! u( ~! W. K& a4 m. y7 m

disk_allocation_ratio = 1.0

; I+ P  N$ G" X; i( @. `, s; I

【CoreFilter】

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CoreFilter 将不能满足 flavor vCPU 需求的计算节点过滤掉。

   cpu超分：

vCPU 同样允许 overcommit，通过 nova.conf 中 cpu_allocation_ratio 控制，默认值为 16

6 m; O, p- }: U/ r9 j

cpu_allocation_ratio = 16.0

3 s  W. ]" E/ @+ `( F( o: {

这意味着一个 8 vCPU 的计算节点，nova-scheduler 在调度时认为它有 128 个 vCPU。 需要提醒的是： nova-scheduler 默认使用的 filter 并没有包含 CoreFilter。 如果要用，可以将 CoreFilter 添加到 nova.conf 的 scheduler_default_filters 配置选项中。

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4 k! d. R. s! k9 Z. w) N

【ComputeFilter】

ComputeFilter 保证只有 nova-compute 服务正常工作的计算节点才能够被 nova-scheduler调度。

ComputeFilter 显然是必选的 filter。

) u9 ~& i8 V, h0 J) ^# H# U5 j/ g

【ComputeCapabilitiesFilter】

ComputeCapabilitiesFilter 根据计算节点的特性来筛选。

# T- v/ g7 D2 M) C& U* [, x  J/ I

这个比较高级，我们举例说明。

例如我们的节点有 x86_64 和 ARM 架构的，如果想将 Instance 指定部署到 x86_64 架构的节点上，就可以利用到 ComputeCapabilitiesFilter。

还记得 flavor 中有个 Metadata 吗，Compute 的 Capabilitie s就在 Metadata中 指定。

+ ~, ~) q! X  `, C! p

【ImagePropertiesFilter】

ImagePropertiesFilter 根据所选 image 的属性来筛选匹配的计算节点。

跟 flavor 类似，image 也有 metadata，用于指定其属性。

【ServerGroupAntiAffinityFilter】

ServerGroupAntiAffinityFilter 可以尽量将 Instance 分散部署到不同的节点上。

7 ?$ A# M# Z5 O. I: b

【ServerGroupAffinityFilter】

6 f- u; E) S3 \! o  n

与 ServerGroupAntiAffinityFilter 的作用相反，ServerGroupAffinityFilter 会尽量将 instance 部署到同一个计算节点上。

【Weight】

经过前面一堆 filter 的过滤，nova-scheduler 选出了能够部署 instance 的计算节点。

如果有多个计算节点通过了过滤，那么最终选择哪个节点呢？

7 V5 J6 P) J5 R+ m1 A+ m' h0 s

Scheduler 会对每个计算节点打分，得分最高的获胜。

打分的过程就是 weight，翻译过来就是计算权重值，那么 scheduler 是根据什么来计算权重值呢？

% }% X& V6 f3 l# T5 W

目前 nova-scheduler 的默认实现是根据计算节点空闲的内存量计算权重值：

空闲内存越多，权重越大，instance 将被部署到当前空闲内存最多的计算节点上。