K8s存储------(四)调度(亲和和反亲和)
kubectl run demo --image=busyboxplus -itkubectl apply -f demo.ymlkubectl get podkubectl describe pod nginxkubectl apply -f demo.ymlkubectl get podkubectl describe pod nginx节点标签kubectl apply -f demo.ym
K8s--调度(亲和和反亲和)
1 调度器
(1)调度器通过 kubernetes 的 watch 机制来发现集群中新创建且尚未被调度到 Node 上的 Pod。调度器会将发现的每一个未调度的 Pod 调度到一个合适的 Node 上来运行。
(2)kube-scheduler 是 Kubernetes 集群的默认调度器,并且是集群控制面的一部分,kube-scheduler 在设计上是允许你自己写一个调度组件并替换原有的 kube-scheduler。
(3)在做调度决定时需要考虑的因素包括:单独和整体的资源请求、硬件/软件/策略限制、亲和以及反亲和要求、数据局域性、负载间的干扰等等。
2 节点限制
nodeName 是节点选择约束的最简单方法,但一般不推荐。如果 nodeName 在 PodSpec 中指定了,则它优先于其他的节点选择方法。
使用 nodeName 来选择节点的一些限制:
- 指定的节点不存在
- 指定的节点没有资源来容纳 pod,则pod 调度失败
- 云环境中的节点名称并非总是可预测或稳定的
2.1 节点选择
(1)节点限制
- 应用文件:
kubectl apply -f demo.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v2
nodeName: server3
- 查看pod的信息:
kubectl get pod
,pod运行在server3上
(2)内存和节点选择
- server4的内存资源限制
- 应用文件:
kubectl apply -f pod.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v2
resources:
requests:
cpu: 1
memory: 1Gi ## 内存要求1Gi
nodeName: server3
- pod运行在server3上,server4的内存资源不满足要求
- 查看节点的信息:
kubectl describe pod nginx
(2)节点和cpu限制
- 应用文件:
kubectl apply -f pod.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v2
resources:
requests:
cpu: 3 ## 要求3个cpu
memory: 100Mi
- 查看pod的信息:
kubectl get pod -o wide
,运行失败原因是cpu超出限制
- 查看pod的信息:
kubectl describe pod nginx
2.2 节点标签
- 应用文件:
kubectl apply -f demo.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
resources:
requests:
cpu: 100m
# nodeName: server3
nodeSelector:
disktype: ssd
- 查看节点的标签:
kubectl get node --show-labels
- 查看pod的信息:
kubectl get pod
- 查看pod的详细信息:
kubectl describe pod nginx
,调度失败的原因是节点不可用
(2)给节点打标签:kubectl label nodes server4 disktype=ssd
- 查看节点标签:
kubectl get node --show-labels
- 重新应用demo.yml文件,此时pod正常运行server4上
3 亲和与反亲和
nodeSelector 提供了一种非常简单的方法来将 pod 约束到具有特定标签的节点上。亲和/反亲和功能极大地扩展了你可以表达约束的类型。可以使用节点上的 pod 的标签来约束,而不是使用节点本身的标签,来允许哪些 pod 可以或者不可以被放置在一起
(1)nodeaffinity还支持多种规则匹配条件的配置:
In:label 的值在列表内
NotIn:label 的值不在列表内
Gt:label 的值大于设置的值,不支持Pod亲和性
Lt:label 的值小于设置的值,不支持pod亲和性
Exists:设置的label 存在
DoesNotExist:设置的 label 不存在
(2)pod 亲和性和反亲和性
- podAffinity主要解决POD可以和哪些POD部署在同一个拓扑域中的问题(拓扑域用主机标签实现,可以是单个主机,也可以是多个主机组成的cluster、zone等)
- podAntiAffinity主要解决POD不能和哪些POD部署在同一个拓扑域中的问题。它们处理的是Kubernetes集群内部POD和POD之间的关系
- Pod 间亲和与反亲和在与更高级别的集合(ReplicaSets,StatefulSets,Deployments
等)一起使用时,它们可能更加有用。可以轻松配置一组应位于相同定义拓扑(例如,节点)中的工作负载 - Pod 间亲和与反亲和需要大量的处理,这可能会显著减慢大规模集群中的调度
3.1 节点亲和
(1)亲和的规则
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
必须满足preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
倾向满足IgnoreDuringExecution
表示如果在Pod运行期间Node的标签发生变化,导致亲和性策略不能满足,则继续运行当前的Pod
(2)亲和:required
- 给节点server3打标签:
kubectl label nodes server3 disktype=ssd
- 应用文件:
kubectl apply -f demo.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
resources:
requests:
cpu: 100m
memory: 100Mi
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: ##必须满足
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: disktype ## disktype=ssd
operator: In
values:
- ssd
- pod运行在server3上
(2)亲和性:required和preferred
- 给节点server4打标签:
kubectl label nodes server4 role=db
- 应用文件:
kubectl apply -f demo.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
resources:
requests:
cpu: 100m
memory: 100Mi
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: disktype ## 必须满足disktype=ssd
operator: In
values:
- ssd
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference: ## 偏好role=db
matchExpressions:
- key: role
operator: In
values:
- db
- 查看pod信息:
kubectl get pod -o wide
,server3和server4上满足disktype=ssd,其中server4满足role=db,pod运行在server4上
(3)pod亲和性:required
- 运行容器:
kubectl run demo --image=busyboxplus -it
,默认的标签:run=demo
- 查看pod的详细信息:
kubectl get pod -o wide
- 应用文件:
kubectl apply -f demo1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
resources:
requests: ## 必须满足的资源最小限制
cpu: 100m
memory: 100Mi
affinity:
podAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions: ## 节点亲和必须满足run=demo
- key: run
operator: In
values:
- demo
topologyKey: kubernetes.io/hostname
- demo默认的标签run=demo,运行在server4上,根据节点的亲和性pod运行在server4上
3.2 反亲和
(1)应用文件:kubectl apply -f demo1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
resources:
requests:
cpu: 100m
memory: 100Mi
affinity:
podAntiAffinity: ## pod反亲和
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: run ## 必须满足run =demo
operator: In
values:
- demo
topologyKey: kubernetes.io/hostname
- 查看pod的信息:
kubectl get pod -o wide
,此时pod运行在server3上
(2)节点亲和性和pod反亲和
- 去掉server3的disktype标签:
kubectl label nodes server3 disktype-
- 应用文件:
kubectl apply -f demo1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
resources:
requests:
cpu: 100m
memory: 100Mi
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: disktype ## 节点亲和满足disktype=ssd
operator: In
values:
- ssd
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: run ## pod反亲和满足run=demo
operator: In
values:
- demo
topologyKey: kubernetes.io/hostname
- 创建的名为nginx的pod状态一直是Pending
- 查看nginx的详细信息:
kubectl describe pod nginx
,pod未运行的原因是demo满足run=demo运行在server4上,根据pod的反亲和,pod不能运行在server4,但是server3的标签不满足disktype=ssd
- 给server3添加标签:
kubectl label nodes server3 disktype=ssd
,重新运行文件创建pod,此时pod运行在sever3上
4 Taints(污点)
NodeAffinity节点亲和性,是Pod上定义的一种属性,使Pod能够按我们的要求调度到某个Node上,而Taints则恰恰相反,它可以让Node拒绝运行Pod,甚至驱逐Pod。
Taints(污点)是Node的一个属性,设置了Taints后,所以Kubernetes是不会将Pod调度到这个Node上的,于是Kubernetes就给Pod设置了个属性Tolerations(容忍),只要Pod能够容忍Node上的污点,那么Kubernetes就会忽略Node上的污点,就能够(不是必须)把Pod调度过去。
- 可以使用命令 kubectl taint 给节点增加一个 taint:
kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule //创建
kubectl describe nodes server1 |grep Taints //查询
kubectl taint nodes node1 key:NoSchedule- //删除
其中[effect] 可取值: [ NoSchedule | PreferNoSchedule | NoExecute ]
NoSchedule:POD 不会被调度到标记为 taints 节点。
PreferNoSchedule:NoSchedule 的软策略版本。
NoExecute:该选项意味着一旦 Taint 生效,如该节点内正在运行的 POD 没有对应 Tolerate 设置,会直接被逐出。
(1)查看各个节点的taint
- 应用文件:
kubectl apply -f pod.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
namespace: default
spec:
replicas: 4
selector:
matchLabels:
run: nginx
template:
metadata:
labels:
run: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v2
imagePullPolicy: IfNotPresent
- 查看pod的详细信息:
kubectl get pod -o wide
- 给Server1节点打上taint:
kubectl taint node server4 key1=v1:NoExecute
- 查看节点的Taints:
kubectl describe nodes server4 | grep Taints
- 查看pod的信息:
kubectl get pod -o wide
,server4上的Pod被驱离
(2)应用文件:kubectl apply -f demo.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
namespace: default
spec:
replicas: 4
selector:
matchLabels:
run: nginx
template:
metadata:
labels:
run: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v2
imagePullPolicy: IfNotPresent
tolerations: ## 添加容忍key1=v1:NoExecute
- key: "key1"
operator: "Equal"
value: "v1"
effect: "NoExecute"
- 查看pod的信息:
kubectl get pod -o wide
,server4可以调度
- 给Server1节点打上taint:
kubectl taint node server3 key2=v2:NoExecute
(3)容忍所有
- 应用文件:
kubectl apply -f demo.yml
- 查看pod信息:
kubectl get pod -o wide
kubectl get pod -o wide
5 cordon、drain、delete
(1)cordon 停止调度
- 影响最小,只会将node调为SchedulingDisabled,新创建pod,不会被调度到该节点,节点原有pod不受影响,仍正常对外提供服务
kubectl cordon server3
kubectl get nodes
- 重新创建pod:
kubectl delete -f demo.yml
kubectl apply -f demo.yml
- 查看pod的信息:
kubectl get pod -o wide
- 恢复:
kubectl uncordon server3
(2)drain 驱逐节点
- 首先驱逐node上的pod,在其他节点重新创建,然后将节点调为SchedulingDisabled
kubectl drain server4 --ignore-daemonsets
- 查看pod的信息:
kubectl get pod -o wide
- 查看节点:
kubectl get nodes
- 恢复:
kubectl uncordon server4
(3)delete 删除节点
- 最暴力的一个,首先驱逐node上的pod,在其他节点重新创建,然后,从master节点删除该node,master失去对其控制,如要恢复调度,需进入node节点,重启kubelet服务
kubectl delete node server3
- 在被删除的节点重启服务:
systemctl restart kubelet.service
- 查看节点:
kubectl get nodes
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