Kubernetes进阶篇 —— 调度
Kubernetes调度
默认策略：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/scheduling/kube-scheduler/
调度框架：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/configuration/scheduling-framework/
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
kube-scheduler 是 Kubernetes 集群的默认调度器，并且是集群控制面的一部分。如果你真的希望或者有这方面的需求，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
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
nodeName
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
- 示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: reg.harbor.com/library/nginx
nodeName: server3
nodeName 选择节点的限制：
- 如果指定的节点不存在
- 如果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
nodeSelector
nodeSelector 是节点选择约束的最简单推荐形式
给选择的节点添加标签
kubectl label nodes server2 disktype=hdd ##通过label来给节点打上标签
添加 nodeSelector 字段到 pod 配置中
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
env: test
spec:
containers:
- name: nginx
image: reg.harbor.com/library/nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
nodeSelector:
disktype: hdd
亲和和反亲和
- 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
- 可以发现规则是“软”/“偏好”,而不是硬性要求,因此,如果调度器无法满足该要求,仍然调度该 pod
- 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
节点亲和
- 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
参考：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/configuration/assign-pod- node/
节点亲和性pod示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: node-affinity
spec:
containers:
- name: nginx
image: reg.harbor.com/library/nginx
affinity:
nodeAffinity: ##亲和
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: disktype
operator: In ###label的值在列表内
values:
- hdd
nodeaffinity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
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(例如 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亲和性示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: reg.harbor.com/library/nginx
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: mysql
labels:
app: mysql
spec:
containers:
- name: mysql
image: mysql
env:
- name: "MYSQL_ROOT_PASSWORD"
value: "redhat" ##mysql密码
affinity:
podAffinity: ##pod亲和
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In ##在label列表内
values:
- nginx
topologyKey: kubernetes.io/hostname
pod反亲和性示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: mysql
labels:
app: mysql
spec:
containers:
- name: mysql
image: mysql
env:
- name: "MYSQL_ROOT_PASSWORD"
value: "westos"
affinity:
podAntiAffinity: ##pod反亲和
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- nginx
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
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，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
Taint相关操作：
- 创建
kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule
- 查询
kubectl describe nodes server1 |grep Taints
- 删除
kubectl taint nodes node1 key:NoSchedule-
[ 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
示例：
- 部署nginx deployment
vim nginx-dep.yaml
###
apiVersion: apps/v1
2 kind: Deployment
3 metadata:
4 name: web-server
5 spec:
6 selector:
7 matchLabels:
8 app: nginx
9 replicas: 3
10 template:
11 metadata:
12 labels:
13 app: nginx
14 spec:
15 containers:
16 - name: nginx
17 image: reg.harbor.com/library/nginx
###
kubectl create -f nginx-dep.yaml
kubectl get deployments.apps
kubectl get pods -o wide
- 给 server3 节点打上 taint
kubectl taint node server3 key1=v1:NoExecute
kubectl get pods -o wide
可以看到 server3 的 pod 被驱离，deployment 控制器自动在 server2 重新创建 pod
- 在PodSpec中为容器设定容忍标签
tolerations:
- key: "key1"
operator: "Equal"
value: "v1"
effect: "NoExecute"
删除容器重新创建，可以发现 server3 已经可以运行 pod 了
kubectl describe nodes server3 |grep Taints ##查看污点，污点存在
kubectl taint nodes server3 key1:NoExecute- ##去除污点
tolerations中定义的key、value、effect,要与node上设置的taint保持一致
- 如果 operator 是 Exists，value可以省略
- 如果 operator 是 Equal ，则key与value之间的关系必须相等
- 如果不指定operator属性，则默认值为Equal
两个特殊值
- 当不指定 key ，再配合 Exists 就能匹配所有的 key 与 value ，可以容忍所有污点
- 当不指定 effect ，则匹配所有的 effect
示例：
tolerations:
- key: "key"
operator: "Equal"
value: "value"
effect: "NoSchedule"
---
tolerations:
- key: "key"
operator: "Exists"
effect: "NoSchedule"
影响Pod调度的其他指令
cordon、drain、delete，后期创建的pod都不会被调度到该节点上，但操作的暴力程度不一样
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 node
kubectl uncordon server3 ##恢复
drain 驱逐节点
- 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 server3
部分特殊pod无法删除
- 添加参数–ignore-daemonsets 无视DaemonSet管理下的Pod
kubectl drain server3 --ignore-daemonsets
kubectl uncordon server3 ##恢复
delete 删除节点
最暴力的方法，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
systemctl restart kubelet ##基于node的自注册功能,恢复使用