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容器镜像感知调度

本文主要描述如何使用 VKE 提供的容器镜像感知调度能力，将 Pod 优先调度到有镜像缓存的节点上，从而降低容器冷启动时延、加快弹性扩容速度，并减轻镜像仓库和网络带宽压力。

功能概述

容器镜像感知调度是 VKE 提供的基于节点镜像缓存情况进行合理调度的策略。调度过程中，调度器参考各节点上已有缓存的镜像信息，将 Pod 优先调度到已有镜像缓存的节点，从而避免因跨节点重复拉取大镜像而导致的冷启动耗时过长问题。

与 Kubernetes 原生的 ImageLocality 插件相比，容器镜像感知调度具备如下增强能力。

对比维度	Kubernetes 原生方案	容器镜像感知调度
上报镜像规模	默认每节点最多约 50 个，镜像列表过大易使节点突破 20 KiB 写入建议值。	采用前缀树压缩存储与独立 Custom Resource Definition（CRD），与原生方案相比支持 4~5 倍单节点镜像规模，秒级感知镜像变化、镜像大小和最近拉取时间。
上报策略	仅按镜像大小倒排截取，不考虑预热与使用情况。	支持按最近拉取、镜像大小、镜像前缀匹配等维度筛选，可通过配置灵活控制。
场景适配	倾向于让同一镜像分散到多节点（适合在线服务），对强化学习（RL）这种 1 个镜像对应 1 个 Pod 的场景调度优先级打低分。	以命中镜像大小作为基础分，天然适配高频、大镜像的强化学习、函数计算快速扩缩容、Agent 沙箱快速启动等场景。
控制面耦合	镜像信息挂载在节点上，DaemonSet、Autoscaler、Kubelet 等多个组件均需 Watch，易产生流量风暴。	镜像信息独立存储在专用 CRD，仅调度器 Watch，控制面松耦合。

使用限制

使用该功能时，有如下限制和须知事项：

目前仅支持在如下 Kubernetes 版本的集群中使用容器镜像感知调度功能，若集群版本不满足要求，请升级集群版本，详情请参见升级集群：

Kubernetes v1.30 版本：v1.30.4-vke.18 及以上版本

Kubernetes v1.32 版本：v1.32.3-vke.15 及以上版本

Kubernetes v1.34 版本：v1.34.6-vke.11 及以上版本

Kubernetes v1.36 版本：v1.36.1-vke.3 及以上版本

容器服务发布的其余更高 Kubernetes 版本。

该功能依赖 v0.5.13-vke.16 及以上版本的 katalyst 组件，需要通过该组件的 ConfigMap 配置镜像感知调度开关按钮。组件相关介绍，请参见 katalyst。

使用该功能的集群规模建议不超过 2000 个节点，每台节点镜像数量不超过 100 个。

前提条件

集群处于运行中状态，且集群中存在多个可用节点。本文使用示例将以有 4 个节点的集群为例。集群中增加节点的方法，请参见新增节点。

已安装 v0.5.13-vke.16 及以上版本的 katalyst 组件，若组件版本不满足要求，请升级组件。详细操作，请参见升级组件。

（可选）如需提升调度命中率，您可以自行对目标镜像完成镜像预热，将镜像提前分发到相应节点。

使用方法

步骤一：为节点配置 Label

为节点配置使用 katalyst 组件能力进行资源管理的标签（Label）。

登录容器服务控制台。

在左侧导航栏选择集群，单击目标集群名称。

在集群管理页面，按如下方式为 Pod 所在节点添加 Label。

从节点池维度添加 Label
从节点维度添加 Label
说明
推荐使用该方法添加 Label，可以批量为节点池内的节点增加 Label。
左侧导航栏选择节点管理 > 节点池。
在节点池页面找到目标节点池，单击对应操作列下的编辑。
在编辑节点池页面的 ①节点池配置步骤高级配置模块下配置节点标签（Labels）并勾选开启节点标签及污点自动更新。
标签键：vke.node.katalyst.deploy
标签值：true

根据控制台向导，更新完成节点池配置。
左侧导航栏选择节点管理 > 节点。
在节点页面，找到目标节点，单击对应操作列下的...按钮选择标签管理。
在节点详情页的标签页签下单击添加标签，为节点添加如下标签后单击确定。
标签键：vke.node.katalyst.deploy
标签值：true

步骤二：开启镜像感知调度开关

安装 katalyst 组件后系统自动生成 ConfigMap，该 ConfigMap 中镜像感知调度默认处于关闭状态，需要通过编辑 ConfigMap 开启功能。

在集群管理页面左侧导航栏选择配置管理 > 配置项。

在配置项页面选择 katalyst-system 命名空间，找到 katalyst-config 配置项，单击对应操作列的... > 编辑 Yaml。

将 ConfigMap YAML 中imageAffinity.enable字段设置为true。保存 YAML 文件变更后镜像感知调度功能自动生效，无需重启 katalyst 组件。

步骤三：查询节点镜像信息

完成上述步骤后，节点上的镜像信息都记录在 Kubernetes 自定义资源 NodeImageCache 中。

使用 kubectl 连接集群。详情请参见连接集群。

执行以下命令，查询集群中节点的 NodeImageCache。

其中，将<node-name>替换为您的节点名称。

kubectl get nodeimagecache <node-name> -oyaml

预期查询结果如下，您可以查看 NodeImageCache 对象中的注释行，了解节点镜像信息。

apiVersion: node.katalyst.kubewharf.io/v1alpha1
kind: NodeImageCache
metadata:
name: 192.168.1.92
status:
updateTime: "2026-07-23T12:49:16Z"
# 树型结构组织镜像信息，提高检索速度的同时节省存储占用
images:
"docker.io":
chd:
"library":
chd:
"nginx":
lef:
# 镜像的不同版本，逗号分隔的三部分是：tag，sha256 摘要前缀，镜像大小字节数
- "1.25,abc123def456,150000000"
- "1.24,def456abc789,145000000"
"redis":
lef:
- "7-alpine,ghi789jkl012,35000000"
"busybox":
lef:
- "latest,jkl345mno678,2000000"
"cc-test-standard-cn-beijing.cr.volces.com":
chd:
"jianshan":
chd:
"nginx":
lef:
- "0.0.1-watch-sbx,fafd5f55,75916902"
"registry.k8s.io":
chd:
"pause":
lef:
- "3.9,pqr567stu890,700000"
"kube-proxy":
lef:
- "v1.30.0,stu234vwx5678,120000000"
"aibrix-cn-beijing.cr.volces.com":
chd:
"dcp":
chd:
"busybox":
lef:
- "latest,ec06ff94,2202009"

使用示例

本文以在拥有 4 个节点的托管集群上拉取所需镜像为例，为您演示使用镜像感知调度的效果。

步骤一：准备容器镜像并预热镜像

准备需要使用的容器镜像，VKE 支持使用火山引擎镜像仓库（CR）中的镜像，也支持使用第三方镜像仓库中的镜像。上传镜像到 CR 的操作，请参见推送和拉取镜像。

您可以自行准备镜像，也可以使用本文提供的测试镜像：vke-cn-beijing.cr.volces.com/vke/nginx:latest。

使用 ECS Terminal 方式登录节点，并通过crictl命令将准备好的镜像提前下载到 1 个节点上进行预热，其余 3 个节点不拉取该镜像。

crictl pull vke-cn-beijing.cr.volces.com/vke/nginx:latest

本示例使用的 4 个节点拉取镜像情况如下：

节点 IP
192.168.174.132
192.168.174.133
192.168.174.134
192.168.174.135
是否拉取了目标镜像
否
是
否
否

步骤二：创建工作负载

下文以创建无状态负载（Deployment）为例，更多工作负载相关操作，请参见工作负载。

通过 kubectl 连接集群。详细操作，请参见连接集群。

创建 Deployment 的 YAML 文件。示例文件nginx-deployment-scn-test.yaml代码如下：

说明

为了演示更直观，本示例中 Deployment 将副本数设置为 10，且没有配置实例打散策略。实际生产环境中请配置实例强打散策略并在多台节点准备镜像缓存，避免实例都调度到同一个节点。对于有高可用需求的在线服务，建议关闭容器服务镜像感知调度功能。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment-scn-test # Deployment 名称。
namespace: default # Deployment 所属命名空间。
spec:
progressDeadlineSeconds: 600
replicas: 10 # Deployment 副本数。
revisionHistoryLimit: 10
selector:
matchLabels:
app: nginx
strategy:
rollingUpdate:
maxSurge: 25%
maxUnavailable: 25%
type: RollingUpdate
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: vke-cn-beijing.cr.volces.com/vke/nginx:latest # 容器镜像地址和 Tag，与已预热的镜像地址一致。
imagePullPolicy: Always
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
protocol: TCP
resources: {}
terminationMessagePath: /dev/termination-log
terminationMessagePolicy: File
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
schedulerName: default-scheduler
securityContext: {}
terminationGracePeriodSeconds: 30

执行以下命令创建 Deployment。

kubectl apply -f nginx-deployment-scn-test.yaml

步骤三：验证结果

未开启镜像感知调度

开启镜像感知调度

下文以还未开启镜像感知调度能力为例，即 katalyst-config 配置项中imageAffinity.enable字段为false。

登录容器服务控制台。

单击左侧导航栏中的集群，找到目标集群后，单击集群名称。

在集群管理页面的左侧导航栏中，单击工作负载 > 无状态负载。

在无状态负载页面找到上方步骤二中创建的 Deployment，单击名称。

在无状态负载详情页单击实例列表页签，查看 Pod 调度到节点上的情况。

预期结果如下图所示，仅有一个 Pod 调度到了具有已预热镜像的节点（192.168.174.133）上，镜像缓存命中率 10%。

最近更新时间：2026.08.05 16:16:57

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节点 IP	192.168.174.132	192.168.174.133	192.168.174.134	192.168.174.135
是否拉取了目标镜像	否	是	否	否