Kubernetes 调度使用介绍

• 一、基本介绍
• • 1.Scheduler 调度过程
  • 2.K8s 调度策略
• 二、使用介绍
• • 1.亲和
  • 2.反亲和
  • 3.污点
  • 4.容忍

一、基本介绍

在 Kubernetes 中 Pod 的调度都是由 Scheduler 组件来完成的，整个调度过程都是自动完成的，也就是说我们并不能确定 Pod 最终被调度到了哪个节点上。而在实际环境中，可能需要将 Pod 调度到指定的节点上。官方文档

这时，我们便可以通过 K8s 提供的节点选择器、亲和、反亲和等配置来实现 Pod 到节点的定向调度。

1.Scheduler 调度过程

1. 预选（Predicates）：遍历集群中的所有节点，并通过预选策略筛选出符合条件的节点列表。
2. 优选（Priorities）：在预选结果的基础上，通过优选策略对每个节点进行打分和排序，最后将 Pod 优先分配到分数较高的节点上。

2.K8s 调度策略

二、使用介绍

1.亲和

1）nodeAffinity：

[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-nodeAffinity.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: busybox
spec:containers:- name: busyboximage: busybox:1.28.4imagePullPolicy: IfNotPresentcommand: ['/bin/sh','-c','sleep 3600']affinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- k8s-master01- k8s-master02preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- weight: 1													# 权重 (1-100),优先匹配权重较高的preference:matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- k8s-master02
END
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f test-nodeAffinity.yaml

注意：

1. 当同时指定 nodeSelector 和 nodeAffinity 时，需要将两者条件都满足，才能正常的对 Pod 进行调度。
2. 当在同一个 nodeSelectorTerms 下配置多个 matchExpressions 时，需要满足所有条件后，才能正常的对 Pod 进行调度。

requiredDuringScheduling...：硬策略（强制性的，当集群内的节点没有满足硬策略的要求时，Pod 将不会被调度）

preferredDuringScheduling...：软策略（满足条件最好，不满足也不会影响正常调度）（匹配顺序为：先硬后软）

operator 匹配条件：

• In：标签值存在某个列表中；
• NotIn：标签值不存在某个列表中；
• Gt：标签值大于某个值；
• Lt：标签值小于某个值；
• Exists：某个标签存在；
• DoesNotExist：某个标签不存在；

2）podAffinity：

[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-podAffinity.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginxlabels:app: web
spec:containers:- name: nginximage: nginx:1.21.0imagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: mariadblabels:app: db
spec:containers:- name: mariadbimage: mariadb:10.7.4imagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 3306env:- name: MARIADB_ROOT_PASSWORDvalue: '123123'affinity:podAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- webtopologyKey: kubernetes.io/hostname
END
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f test-podAffinity.yaml

• topologyKey：指定节点标签，通过该标签可以确定哪些节点上的 Pod 有指定标签，以此来做区分。

2.反亲和

[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-podAntiAffinity.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx
spec:replicas: 2selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginx:1.21.0imagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80affinity:podAntiAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginxtopologyKey: kubernetes.io/hostnamepreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- weight: 1podAffinityTerm:labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginxtopologyKey: kubernetes.io/hostname
END
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f test-podAntiAffinity.yaml

• 后面增加的 Pod 处于 Pending 的原因是因为我的集群内就两个节点，所以导致 Pod 由于反亲和而调度不到其它节点。

3.污点

格式：

kubectl taint node [node] key=value[effect]   

effect 可选配置：

• NoSchedule：表示 Pod 将不会被调度到具有该污点的节点上。
• PreferNoSchedule：表示 Pod 将尽量避免调度到具有该污点的节点上（类似于软策略）
• NoExecute：表示 Pod 将不会被调度到具有该污点的节点上，同时将节点上预警存在的 Pod 进行驱逐。

1）配置污点

[root@k8s-master01 ~]# kubectl taint nodes k8s-master01 node-role.kubernetes.io/master=k8s-master01:NoSchedule

2）验证

[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-taints.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:name: test-taints
spec:selector:matchLabels:test: taintstemplate:metadata:labels:test: taintsspec:containers:- name: test-taintsimage: busybox:1.28.4imagePullPolicy: IfNotPresentcommand: ['/bin/sh','-c','sleep 3600']
END
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe node k8s-master01 | grep Taints
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f test-taints.yaml
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -owide | grep taints 

• 可以看到，即便是 DaemonSet 类型的控制器也不能在带有污点（不包括 PreferNoSchedule）的节点上运行 Pod。

3）取消污点

[root@k8s-master01 ~]# kubectl taint node k8s-master01 node-role.kubernetes.io/master=k8s-master01:NoScheduler-

4.容忍

当给节点配置上污点后，便可以使节点和 Pod 间处于一种互斥的状态，使 Pod 不能够调度到带有污点的节点上。不过，如果想要将 Pod 调度到带有污点的节点时，便可以通过在 Pod 上配置容忍（可以包容带有污点的节点）

[root@k8s-master01 ~]# cat <<END > test-toleration.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:name: test-toleration
spec:selector:matchLabels:test: tolerationtemplate:metadata:labels:test: tolerationspec:containers:- name: test-tolerationimage: busybox:1.28.4imagePullPolicy: IfNotPresentcommand: ['/bin/sh','-c','sleep 3600']tolerations:- key: "node-role.kubernetes.io/master"operator: "Equal"value: "k8s-master01"effect: "NoSchedule"
END
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f test-toleration.yaml
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -owide | grep toleration

容忍多种配置：

1）可以被调度到带有 key/value:NoExecute 污点的节点上。

tolerations:
- key: ""operator: "Equal"value: ""effect: "NoExecute"tolerationSeconds: 3600

• tolerationSeconds：表示当 Pod 被驱逐时，还可以在节点上继续运行的时间（仅可以和 NoExecute 配合使用）

2）可以被调度到带有指定 key 污点的节点上。

tolerations:
- key: ""operator: "Exists"

3）可以被调度到带有任何污点的节点上。

tolerations:
- operator: "Exists"

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