目录
一、自动调度
1. Pod 启动创建过程:
2. 调度过程:
2.1 调度分为几个部分:
2.2 常见的预算策略( Predicate ):
2.3 常见的优选策略(priorities):
二、定向调度:
1. 定向调度策略:
2. nodeName字段定向调度node节点:
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3. nodeSelector字段定向调度node节点:
3.1 标签的管理操作:
3.2 使用标签定向调度:
三、亲和性:
1. 节点亲和性:
2. Pod 亲和性:
2.1 pod的亲和与反亲和:
2.2 拓扑域概念:
3.亲和性的策略:
4. 键值运算关系:
5. 亲和性示例:
5.1 节点亲和示例:
5.2 Pod 亲和性调度示例:
5.3 Pod 反亲和性调度示例:
四、污点和容忍:
1. 污点(Taint):
1.1 污点的组成格式:
1.2 effect 支持的选项:
1.3 示例:
1.3.1 NoSchedule示例:
1.3.2 NoExecute示例:
2. 容忍(Tolerations):
3. 其它注意事项:
五、cordon 和 drain:
1. cordon:
2. drain:
六、Pod启动阶段:
1. pod 启动过程:
2. Pod生命周期的5种状态:
3. 如何删除 Unknown 状态的 Pod ?
4. 故障排除步骤:
在 Kubernetes 中,所有部署的信息都会写到 etcd 中保存。实际上 etcd 在存储部署信息的时候,会发送 Create 事件给 APIServer,而 APIServer 会通过监听(Watch)etcd 发过来的事件。其他组件也会监听(Watch)APIServer 发出来的事件
(1)这里有三个 List-Watch,分别是 Controller Manager(运行在 Master),Scheduler(运行在 Master),kubelet(运行在 Node)。 他们在进程已启动就会监听(Watch)APIServer 发出来的事件。
(2)用户通过 kubectl 或其他 API 客户端提交请求给 APIServer 来建立一个 Pod 对象副本。
(3)APIServer 尝试着将 Pod 对象的相关元信息存入 etcd 中,待写入操作执行完成,APIServer 即会返回确认信息至客户端。
(4)当 etcd 接受创建 Pod 信息以后,会发送一个 Create 事件给 APIServer。
(5)由于 Controller Manager 一直在监听(Watch,通过https的6443端口)APIServer 中的事件。此时 APIServer 接受到了 Create 事件,又会发送给 Controller Manager。
(6)Controller Manager 在接到 Create 事件以后,调用其中的 Replication Controller 来保证 Node 上面需要创建的副本数量。一旦副本数量少于 RC 中定义的数量,RC 会自动创建副本。总之它是保证副本数量的 Controller(PS:扩容缩容的担当)。
(7)在 Controller Manager 创建 Pod 副本以后,APIServer 会在 etcd 中记录这个 Pod 的详细信息。例如 Pod 的副本数,Container 的内容是什么。
(8)同样的 etcd 会将创建 Pod 的信息通过事件发送给 APIServer。
(9)由于 Scheduler 在监听(Watch)APIServer,并且它在系统中起到了“承上启下”的作用,“承上”是指它负责接收创建的 Pod 事件,为其安排 Node;“启下”是指安置工作完成后,Node 上的 kubelet 进程会接管后继工作,负责 Pod 生命周期中的“下半生”。 换句话说,Scheduler 的作用是将待调度的 Pod 按照调度算法和策略绑定到集群中 Node 上。
(10)Scheduler 调度完毕以后会更新 Pod 的信息,此时的信息更加丰富了。除了知道 Pod 的副本数量,副本内容。还知道部署到哪个 Node 上面了。并将上面的 Pod 信息更新至 API Server,由 APIServer 更新至 etcd 中,保存起来。
(11)etcd 将更新成功的事件发送给 APIServer,APIServer 也开始反映此 Pod 对象的调度结果。
(12)kubelet 是在 Node 上面运行的进程,它也通过 List-Watch 的方式监听(Watch,通过https的6443端口)APIServer 发送的 Pod 更新的事件。kubelet 会尝试在当前节点上调用 Docker 启动容器,并将 Pod 以及容器的结果状态回送至 APIServer。
(13)APIServer 将 Pod 状态信息存入 etcd 中。在 etcd 确认写入操作成功完成后,APIServer将确认信息发送至相关的 kubelet,事件将通过它被接受。
Scheduler 是 kubernetes 的调度器,主要的任务是把定义的 pod 分配到集群的节点上。其主要考虑的问题如下:
Sheduler 是作为单独的程序运行的,启动之后会一直监听 APIServer,获取 spec.nodeName 为空的 pod,对每个 pod 都会创建一个 binding,表明该 pod 应该放到哪个节点上。
如果在 predicate 过程中没有合适的节点,pod 会一直在 pending 状态,不断重试调度,直到有节点满足条件。 经过这个步骤,如果有多个节点满足条件,就继续 priorities 过程:按照优先级大小对节点排序。
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: myapp01
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
nodeName: node01
containers:
- name: myapp
image: soscscs/myapp:v1
ports:
- containerPort: 80
kubectl apply -f myapp.yaml
kubectl get pods -o wide #查看pod信息
#添加标签
kubectl label <资源类型> <资源名称> 标签key=标签value
#修改标签
kubectl label <资源类型> <资源名称> 标签key=标签value --overwrite
#删除标签
kubectl label <资源类型> <资源名称> 标签key-
#查看标签
kubectl get <资源类型> [资源名称] --show-labels
#查看指定标签的资源类型
kubectl get <资源类型> -l 标签key[=标签value]
给对应的 node 设置标签分别为 kgc=a 和 kgc=b
kubectl label nodes node01 www=a
kubectl label nodes node02 www=b
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: myapp02
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
nodeSelector:
www: b
containers:
- name: myapp02
image: soscscs/myapp:v1
ports:
- containerPort: 80
pod.spec.affinity.nodeAffinity 管理字段
匹配指定node节点的标签,将要部署的Pod调度到满足条件的node节点上
pod.spec.affinity.podAffinity/podAntiAffinity 管理字段
spec.affinity.podAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.topologyKey
topologyKey 定义拓扑域的键或键值 ,调度器试图在每个拓扑域中放置数量均衡的 Pod。
再通过pod的亲和性可以更加细致的管理pod的调度
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: myapp01
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- name: myapp01
image: soscscs/myapp:v1
ports:
- containerPort: 80
affinity: #亲和性
nodeAffinity: #节点亲和性
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬策略
nodeSelectorTerms: #筛选node标签
- matchExpressions:
- key: www #键
operator: In #键值运算关系
values: #值
- a
node01 node02两个节点都有www标签,所以01 02再统一拓扑域,但是pod亲和性的硬限制在kubernetes.io/hostname为node02的节点,我这里node节点太少看不出效果,正常同一拓扑域中大多会包含多个node节点,当我们选择完拓扑域后还可以再通过pod的亲和性选择指定的节点
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- name: myapp
image: soscscs/myapp:v1
affinity:
podAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
operator: In
values:
- node02
topologyKey: www
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- name: myapp
image: soscscs/myapp:v1
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
operator: NotIn
values:
- node02
topologyKey: www
如果把硬策略和软策略合在一起使用,则要先满足硬策略之后才会满足软策略
key=value:effect
每个污点有一个 key 和 value 作为污点的标签,其中 value 可以为空,effect 描述污点的作用。
#设置污点
kubectl taint node node01 key1=value1:NoSchedule
#节点说明中,查找 Taints 字段
kubectl describe node node-name
#去除污点
kubectl taint node node01 key1:NoSchedule-
kubectl taint node node01 key=wzw:NoSchedule
#设置污点
kubectl create deployment nginx --image=nginx --port=80 --replicas=3
#使用deployment控制器创建3个pod
kubectl taint node node02 key=www:NoExecute
#创建驱逐
kubectl taint node node02 key:NoExecute-
#删除驱逐
设置了污点的 Node 将根据 taint 的 effect:NoSchedule、PreferNoSchedule、NoExecute 和 Pod 之间产生互斥的关系,Pod 将在一定程度上不会被调度到 Node 上。但我们可以在 Pod 上设置容忍(Tolerations),意思是设置了容忍的 Pod 将可以容忍污点的存在,可以被调度到存在污点的 Node 上。
kubectl taint node node01 key=www:NoExecute
kubectl taint node node02 key=www:NoExecute
#将两个node节点都设置污点
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp01
labels:
app: myapp01
spec:
containers:
- name: with-node-affinity
image: soscscs/myapp:v1
tolerations:
- key: "check" #污点键
operator: "Equal" #容忍
value: "mycheck" #污点值
effect: "NoExecute" #容忍污点的类型
tolerationSeconds: 3600 #用于描述当 Pod 需要被驱逐时可以在 Node 上继续保留运行的时间
(1)当不指定 key 值时,表示容忍所有的污点 key
tolerations:
- operator: "Exists"
(2)当不指定 effect 值时,表示容忍所有的污点作用
tolerations:
- key: "key"
operator: "Exists"(3)有多个 Master 存在时,防止资源浪费,可以如下设置
kubectl taint node Master-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule//如果某个 Node 更新升级系统组件,为了防止业务长时间中断,可以先在该 Node 设置 NoExecute 污点,把该 Node 上的 Pod 都驱逐出去
kubectl taint node node01 check=mycheck:NoExecute//此时如果别的 Node 资源不够用,可临时给 Master 设置 PreferNoSchedule 污点,让 Pod 可在 Master 上临时创建
kubectl taint node master node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule//待所有 Node 的更新操作都完成后,再去除污点
kubectl taint node node01 check=mycheck:NoExecute-
将 Node 标记为不可调度的状态,这样就不会让新创建的 Pod 在此 Node 上运行
kubectl cordon #该node将会变为SchedulingDisabled不可调度状态
kubectl uncordon #标记为可调度的状态
kubectl drain 可以让 Node 节点开始释放所有 pod,并且不接收新的 pod 进程。drain 本意排水,意思是将出问题的 Node 下的 Pod 转移到其它 Node 下运行,驱逐
kubectl drain --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data --force
--ignore-daemonsets:无视 DaemonSet 管理下的 Pod。
--delete-emptydir-data:如果有 mount local volume 的 pod,会强制杀掉该 pod。
--force:强制释放不是控制器管理的 Pod。
Pod 创建完之后,一直到持久运行起来,中间有很多步骤,也就有很多出错的可能,因此会有很多不同的状态。
总结:Pod遵循预定义的生命周期,起始于Pending阶段,如果至少其中有一个主容器正常运行,则进入Running阶段,之后取决于Pod是否有容器以失败状态退出而进入Succeeded或者Failed阶段。
//查看Pod事件
kubectl describe TYPE NAME_PREFIX
//查看Pod日志(Failed状态下)
kubectl logs [-c Container_NAME]
//进入Pod(状态为running,但是服务没有提供)
kubectl exec –it bash
//查看集群信息
kubectl get nodes
//发现集群状态正常
kubectl cluster-info
//查看kubelet日志发现
journalctl -xefu kubelet