Kubernetes Node调度与隔离(亲和性、反亲和)

NodeSelector

概念

如果需要限制Pod到指定的Node上运行,则可以给Node打标签并给Pod配置NodeSelector。

 

使用方式

给Node打标签

 

# get node的name
kubectl get nodes

# 设置Label
kubectl label nodes <node-name> <label-key>=<label-value>
# 例如
kubectl label nodes node-1 disktype=ssd

# 查看Node的Label
kubectl get nodes --show-labels

# 删除Node的label
kubectl label node <node-name> <label-key>-

 

 

给Pod设置NodeSelector

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    env: test
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:
    disktype: ssd    # 对应Node的Label

亲和性(Affinity)和反亲和性(Anti-affinity)

待补充

Taint 和 Toleration

概念

nodeSelector可以通过打标签的形式让Pod被调度到指定的Node上,Taint则相反,它使节点能够排斥一类特定的Pod,除非Pod被指定了toleration的标签。(taint即污点,Node被打上污点;只有容忍[toleration]这些污点的Pod才可能被调度到该Node)。

 

 

使用方式

kubectl taint

# 给节点增加一个taint,它的key是<key>,value是<value>,effect是NoSchedule。

kubectl taint nodes <node_name> <key>=<value>:NoSchedule

 

只有拥有和这个taint相匹配的toleration的pod才能够被分配到 node_name 这个节点。

例如,在 PodSpec 中定义 pod 的 toleration:

tolerations:
- key: "key"
  operator: "Equal"
  value: "value"
  effect: "NoSchedule"

 

tolerations:
- key: "key"
  operator: "Exists"
  effect: "NoSchedule"

 

 

匹配规则:

一个 toleration 和一个 taint 相“匹配”是指它们有一样的 key 和 effect ,并且:

如果 operator 是 Exists (此时 toleration 不能指定 value

如果 operator 是 Equal ,则它们的 value 应该相等

 

 

特殊情况:

如果一个 toleration 的 key 为空且 operator 为 Exists ,表示这个 toleration 与任意的 key 、 value 和 effect 都匹配,即这个 toleration 能容忍任意 taint。

  • tolerations:
  • - operator: "Exists"

如果一个 toleration 的 effect 为空,则 key 值与之相同的相匹配 taint 的 effect 可以是任意值。

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

一个节点可以设置多个taint,一个pod也可以设置多个toleration。Kubernetes 处理多个 taint 和 toleration 的过程就像一个过滤器:从一个节点的所有 taint 开始遍历,过滤掉那些 pod 中存在与之相匹配的 toleration 的 taint。余下未被过滤的 taint 的 effect 值决定了 pod 是否会被分配到该节点,特别是以下情况:

  • 如果未被过滤的 taint 中存在一个以上 effect 值为 NoSchedule 的 taint,则 Kubernetes 不会将 pod 分配到该节点。
  • 如果未被过滤的 taint 中不存在 effect 值为 NoSchedule 的 taint,但是存在 effect 值为 PreferNoSchedule 的 taint,则 Kubernetes 会尝试将 pod 分配到该节点。
  • 如果未被过滤的 taint 中存在一个以上 effect 值为 NoExecute 的 taint,则 Kubernetes 不会将 pod 分配到该节点(如果 pod 还未在节点上运行),或者将 pod 从该节点驱逐(如果 pod 已经在节点上运行)。

 

effect的类型

  • NoSchedule:只有拥有和这个 taint 相匹配的 toleration 的 pod 才能够被分配到这个节点。
  • PreferNoSchedule:系统会尽量避免将 pod 调度到存在其不能容忍 taint 的节点上,但这不是强制的。
  • NoExecute :任何不能忍受这个 taint 的 pod 都会马上被驱逐,任何可以忍受这个 taint 的 pod 都不会被驱逐。Pod可指定属性 tolerationSeconds 的值,表示pod 还能继续在节点上运行的时间。
  • tolerationSeconds 的值,表示pod 还能继续在节点上运行的时间
tolerations:
- key: "key1"
  operator: "Equal"
  value: "value1"
  effect: "NoExecute"
  tolerationSeconds: 3600

 

使用场景

专用节点

kubectl taint nodes <nodename> dedicated=<groupName>:NoSchedule

先给Node添加taint,然后给Pod添加相对应的 toleration,则该Pod可调度到taint的Node,也可调度到其他节点。

如果想让Pod只调度某些节点且某些节点只接受对应的Pod,则需要在Node上添加Label(例如:dedicated=groupName),同时给Pod的nodeSelector添加对应的Label

 

特殊硬件节点

如果某些节点配置了特殊硬件(例如CPU),希望不使用这些特殊硬件的Pod不被调度该Node,以便保留必要资源。即可给Node设置taintlabel,同时给Pod设置tolerationlabel来使得这些Node专门被指定Pod使用。

# kubectl taint

kubectl taint nodes nodename special=true:NoSchedule 

# 或者
kubectl taint nodes nodename special=true:PreferNoSchedule

基于taint驱逐

effect 值 NoExecute ,它会影响已经在节点上运行的 pod,即根据策略对Pod进行驱逐。

  • 如果 pod 不能忍受effect 值为 NoExecute 的 taint,那么 pod 将马上被驱逐
  • 如果 pod 能够忍受effect 值为 NoExecute 的 taint,但是在 toleration 定义中没有指定 tolerationSeconds,则 pod 还会一直在这个节点上运行。
  • 如果 pod 能够忍受effect 值为 NoExecute 的 taint,而且指定了 tolerationSeconds,则 pod 还能在这个节点上继续运行这个指定的时间长度。

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