现代数据中心内往往承载着差异化的数据业务和复杂的应用程序,一个稳定而可靠的资源调度器在数据中心日常运维中显得尤为重要。统一管理数据中心和云端资源的调度器可以被独立设计成应用程序与云端/数据中心之间的抽象层,即云端资源调度器或数据中心操作系统。基于容器即服务平台Kubernetes的出现为实现数据中心操作系统提供了便利。然而,Kubernetes资源调度模块的架构设计和系统自带的调度算法都过于简单,不能有效地解决生产环境中多样的用户需求和复杂的运行环境。在深入研究Kubernetes系统架构及其资源调度器模块工作流程的基础上,本文扩充了Kubernetes资源调度器自带的算法库,并首次提出了Kubernetes资源调度器资源抢占式调度设计,浮动式资源配额配置方案和中央调度器高可用解决方案。最终,本文的所有设计方案都将集成为一个改进后的Kubernetes集群调度器。抢占式调度打破了原先集群范围内作业无优先级划分的现状,提高了像web应用等作业的实时响应和可用性。浮动式资源配额配置解决了静态配置作业配额带来的资源浪费,提高了系统资源供给的安全性。中央调度器高可用解决方案解决了Kubernetes集群调度器的单点故障隐患,提高了系统整体的容灾性。实验数据表明本文对Kubernetes集群调度器的所有改进均有不错的可用性和性能方面的提升。