概述

Volcano的gang-scheduling（组调度）是一种调度策略，它确保一个作业的所有Pod要么全部同时启动，要么都不启动。这种策略对于需要所有任务协同执行的计算任务（如分布式训练、MPI作业等）至关重要。

gang-scheduling调度策略主要步骤

以下是Volcano实现gang-scheduling的主要步骤：

1. PodGroup CRD

Volcano通过自定义资源定义（CRD）PodGroup来表示一组需要一起调度的Pod。在创建作业时，用户会定义一个PodGroup，并将相关的Pod与之关联。

2. PodGroup Controller

Volcano中的PodGroup Controller负责监控和管理PodGroup的状态。它会跟踪每个PodGroup中Pod的状态，确保它们作为一个整体被调度。

3. 调度过程

以下是Volcano调度器实现gang-scheduling的过程：

• a. 收集和筛选
  调度器首先收集所有待调度的Pod，并筛选出属于PodGroup的Pod。
  对于每个PodGroup，调度器会检查是否所有的Pod都已经到达调度器（即所有Pod都已创建）。
• b. 调度阶段
  对于一个PodGroup，如果所有Pod都已到达，调度器会尝试为整个PodGroup找到一个合适的节点集合，使得所有Pod都能同时启动。
  调度器会考虑资源需求、节点状态、亲和性/反亲和性、污点/容忍等因素。
• c. 优先级和队列
  如果资源不足以同时启动所有Pod，调度器会根据优先级和队列规则决定是否延迟调度。
  高优先级的PodGroup可能会抢占低优先级的PodGroup的资源。
• d. 分配资源
  一旦找到合适的节点集合，调度器将为每个Pod分配资源，并将它们绑定到对应的节点上。
  如果无法为PodGroup找到足够的资源，整个PodGroup将被标记为等待状态，直到资源可用。
• e. 绑定和启动
  Pod被分配资源后，调度器将它们的状态更新为Bound，并将它们发送给Kubernetes API服务器进行绑定。
  绑定成功后，Kubernetes将启动这些Pod。
• 4. 失败处理
     如果在调度过程中任何Pod失败（例如，由于资源不足），调度器将取消整个PodGroup的调度，并可能将它们重新排队。
     如果在运行过程中任何Pod失败，PodGroup的状态将被更新，并且根据用户定义的重试策略进行处理。
• 5. 释放资源
     当PodGroup完成执行后，调度器会释放它们占用的资源，这些资源可以被其他作业使用。
     通过这种方式，Volcano确保了组调度的原子性，使得分布式计算任务能够高效地在Kubernetes集群上运行。组调度避免了部分任务开始执行而其他任务等待资源的情况，这对于某些类型的计算任务来说是非常重要的。