Linux企业运维——Kubernetes（十二）k8s调度

Linux企业运维——Kubernetes（十二）k8s调度

一、什么是k8s调度

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。

默认策略可以参考：点击查看
调度框架：点击查看

二、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。

使用 nodeName 来选择节点的一些限制：

• 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。

示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 name: nginx
spec:
 containers:
  - name: nginx
   image: nginx
  nodeName: server3

三、nodeSelector

nodeSelector 是节点选择约束的最简单推荐形式。

3.1、配置示例

server2创建schedule目录，在目录内编写pod.yaml并应用

内容如下，nodeSelector选择标签disktype为ssd

查看pod列表，可以看到该pod状态为pending，查看所有节点及其标签，可以看到这是因为所有节点都没有ssd标签

给server3节点添加disktype=ssd这个标签，然后查看nginx状态，变为正常运行

查看所有节点的标签，可以看到server3的标签里多了disktype=ssd这个标签

现在将server3的ssd标签去掉，发现pod还是处于running状态，因为pod已经被调度到server3了
删除该pod

3.2、节点亲和性

亲和性调度可以分成软策略和硬策略两种方式：

软策略就是如果现在没有满足调度要求的节点的话，pod就会忽略这条规则，继续完成调度的过程。

硬策略比较强硬，如果没有满足条件的节点的话，就不断重试直到满足条件为止。

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
我们可以使用节点上的 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。

节点亲和参数：

• 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。

nodeaffinity还支持多种规则匹配条件的配置如：

• 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

编辑pod1.yaml，设置由server3或server4节点调度是必须满足的条件，有disktype=ssd标签为倾向满足的条件，权重为1

应用该配置，node-affinity被创建，被分配的节点为server3

删除node-affinity，我们为server4节点添加disktype=ssd标签，然后再创建pod

还是刚才的内容，ssd标签是倾向满足

应用配置并创建node-affinity，现在查看其所在节点变成了server4，这是因为server4满足了更多的条件

查看详细信息，可以看到该pod是由于node亲和性被调度到了server4

3.3、亲和性与反亲和性

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 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。

首先清理之前的pod，编辑pod2.yaml

应用配置，查看pod被分配到了server3节点

真实主机获取mysql-xtrabackup压缩包，将其发送给server1

server1加载mysql-xtrabackup镜像

将镜像上传至仓库

server2编辑pod2.yaml，在环境变量中设置键值对MYSQL_ROOT_PASSWORD=westos，节点亲和性设置中将app=nginx标签为必须满足的条件

应用配置，可以看到nginx容器未改变，mysql被创建

查看pod所在节点，都为server3，现在删除mysql

将app=nginx标签为必须满足的条件放置在反亲和性下

应用pod2.yaml配置，新的mysql被创建，可以看到现在mysql被调度到了server4

四、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。

可以使用如下命令 kubectl taint 给节点增加或操作 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。

server2创建taint目录，查看server2节点关于Taint的详细信息，发现server2一开始就有污点NoSchedule，原因是server2是master节点

编辑pod.yaml，匹配标签roles=master的节点

为server2添加roles=master标签

应用pod.yaml，nginx被创建，但其状态是Pending

查看nginx详细信息，pod要寻找标签有roles=master的节点，server2符合，但是server2上有NoSchedule污点，从结果来看这种情况发生时pod无法调度到server2只能等待。说明标签选择无法覆盖污点

五、tolerations容忍

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。

还有两个特殊值：

• 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。

删除前面实验用的pod，重新编辑pod.yaml，设置容忍NoSchedule这个污点，即如果目标节点有NoSchedule这个污点那么无视该污点

应用配置，查看nginx所在节点为server2，说明已经无视了server2节点的NoSchedule污点

删除上一个pod，为server3节点添加一个污点NoSchedule

编辑pod.yaml，将标签匹配模块和容忍模块注释掉

应用配置，查看pod被调度给了server4节点，因为只有server4现在没有污点

删除pod，查看所有节点及其标签，可以看到server4的标签disktype=ssd

编辑pod.yaml配置文件，设置匹配标签disktype=ssd，容忍NoSchedule这个污点

应用配置，nginx被创建

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。被驱逐到其他node节点。

查看其所在节点为server4，为server4添加污点NoExecute，现在再查看nginx状态，变成了Terminating

查看server4和server3所有docker镜像

六、cordon、drain、delete

影响Pod调度的指令还有：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。

（1）cordon隔离

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。

为server4将污点NoExecute去掉，隔离server3，现在查看节点，server3状态变为SchedulingDisabled，新的pod不会被调度到server3
取消隔离后状态恢复

（2）drain驱逐，delete删除

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。

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

驱逐server3时需要加上--ignore-daemonsets,因为每个节点都部署有daemonset这个控制器，和驱逐策略冲突，查看状态会显示SchedulingDisabled。
删除server3，可以看到server3节点已经没了

进入server3节点，重新启动kubelet服务

可以看到server3节点状态恢复正常

如何添加一个新的节点。
刚开始初始化产生的token令牌只有24小时的有效期，所以需要重新建立token。
建立token，查看有效期为24小时。


将新的token分发给准备添加的节点