k8s调度之污点和容忍

污点和容忍官方文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/scheduling-eviction/taint-and-toleration/

污点是定义在节点之上的键值类型的数据，用于让节点有能力拒绝调度器将一些Pod运行到节点上。容忍度是定义在Pod上的，用于配置该Pod可容忍的节点污点。

虽然污点和容忍度与节点亲和的目的都是影响Pod的调度结果，但节点亲和调度使Pod对象被吸引到某一类节点，而污点的作用相反，它为节点提供了排斥Pod的能力

污点和容忍度介绍

污点定义在节点的nodeSpec中，是键值类型的数据，但要额外加一个效用（effect）标识，格式为key=value:effect，其中key和value的用法及格式与标签类似，而效用标识则用于定义节点对Pod对象的排斥等级。效用标识主要有以下3种：

1. NoSchedule：不能容忍此污点的Pod对象不可调度至当前节点，属于强制性约束关系，但添加此效用标识的污点不会影响节点上已有Pod运行
2. PreferNoSchedule：NoSchedule的柔性约束版本，调度器尽量确保不能容忍此污点的Pod不会被调度至当前节点。添加此效用标识的污点同样不会影响节点上已有Pod运行
3. NoExecute：不能容忍此污点的Pod对象不可调度至当前节点，属于强制性约束关系。假如为节点添加此效用标识的污点，节点上现存的Pod中不能容忍此污点的会被驱逐；能容忍此污点，但设置了tolerationSeconds属性，等待tolerationSeconds指定的时间污点还存在Pod也会被驱逐，未设置tolerationSeconds属性的Pod不会被驱逐

在Pod上定义容忍度需要指定key、vlaue、effect和操作符(operator)，支持两种操作符：Equal（等值比较，默认）和Exists（存在性判断）

在定义容忍度时，可以使用下面几种形式：

1. 指定key、value和effect，operator为Equal，表示容忍度和污点的key、value和effect必须相等
2. 指定key和effect，operator为Exists，表示容忍度和污点的key和effect相等即可
3. 指定effect，operator为Exists，表示容忍度和污点的effect相等即可
4. 指定key，operator为Exists，表示容忍度和污点的key相等即可
5. 只指定operator为Exists，表示容忍所有污点

定义节点污点

任何符合键值规范的字符串都可用于定义污点信息。kubectl taint命令用于管理节点的污点，语法如下：

kubectl taint nodes <node-name> <taint-key>=<taint-value>:<effect> ...

例如，为节点192.168.122.20定义一个disktype=ssd:NoSchedule的污点

kubectl taint nodes 192.168.122.20 disktype=ssd:NoSchedule

需要注意，即使key和value完全相同，但effect不同，就代表两个不同的污点。例如，再为192.168.122.20节点添加一个disktype=ssd:NoExecute污点：

kubectl taint nodes 192.168.122.20 disktype=ssd:NoExecute

删除污点的语法如下，省略effect表示删除指定键名的所有污点

kubectl taint nodes <node-name> <taint-key>[:effect]-

例如，删除192.168.122.20上的disktype=ssd:NoExecute污点：

kubectl taint nodes 192.168.122.20 disktype:NoExecute-

如果希望删除节点上的所有污点，可以使用kubectl patch指令将节点的spec.taints属性置空。例如下面的命令：

kubectl patch nodes 192.168.122.21 -p '{"spec":{"taints": []}}'

定义Pod容忍度

Pod对象的容忍度通过spec.tolerations字段定义，根据使用的操作符不同，主要有两种可用形式：一种是与污点信息完全匹配的等值关系；另一种是判断污点信息存在性的匹配方式。

下面是一个示例，基于Equal操作符，表示容忍节点上disktype=ssd:NoSchedule的污点

piVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: taint-toleration-equal
spec:
  replicas: 5
  selector:
    matchLabels:
      app: taint-toleration-equal
  template:
    metadata:
      labels:
        app: taint-toleration-equal
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80
      tolerations:
      - key: disktype
        value: ssd
        effect: NoSchedule
        operator: Equal

如下图，Pod可以被调度到192.168.122.20节点，192.168.122.20节点具有污点disktype=ssd:NoSchedule

下面是另一个示例，基于Exists操作符，表示容忍节点上key为disktype，effect为NoExecute的污点

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: taint-toleration-exists
spec:
  replicas: 5
  selector:
    matchLabels:
      app: taint-toleration-exists
  template:
    metadata:
      labels:
        app: taint-toleration-exists
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80
      tolerations:
      - key: disktype
        effect: NoExecute
        operator: Exists
        tolerationSeconds: 60		#能容忍此污点的时长，即如果超过此时间段此污点还存在Pod会被驱逐

取消192.168.122.20节点上的NoSchedule污点，然后添加一个NoExecute污点

kubectl taint nodes 192.168.122.20 disktype:NoSchedule-
kubectl taint nodes 192.168.122.20 disktype=ssd:NoExecute

查看Pod，如下图，可以被调度到192.168.122.20节点，但如果60s后192.168.122.20节点的disktype=ssd:NoExecute污点还存在Pod会被驱逐，因为设置了tolerationSeconds属性