k8s学习 — （实践）第七章 高级调度

※ 各章节重要知识点

k8s学习 — 各章节重要知识点

1 CronJob 计划任务

在 k8s 中周期性运行计划任务，与 linux 中的 crontab 相同

注意点：CronJob 执行的时间是 controller-manager 的时间，所以一定要确保 controller-manager 时间是准确的，另外 cronjob

1.1 cron 表达式

# ┌───────────── 分钟 (0 - 59)
# │ ┌───────────── 小时 (0 - 23)
# │ │ ┌───────────── 月的某天 (1 - 31)
# │ │ │ ┌───────────── 月份 (1 - 12)
# │ │ │ │ ┌───────────── 周的某天 (0 - 6)（周日到周一；在某些系统上，7 也是星期日）
# │ │ │ │ │                          或者是 sun，mon，tue，web，thu，fri，sat
# │ │ │ │ │
# │ │ │ │ │
# * * * * *

1.2 配置文件

apiVersion: batch/v1
kind: CronJob
metadata:
  name: hello
spec:
  concurrencyPolicy: Allow # 并发调度策略：Allow 允许并发调度，Forbid：不允许并发执行，Replace：如果之前的任务还没执行完，就直接执行新的，放弃上一个任务
  failedJobsHistoryLimit: 1 # 保留多少个失败的任务
  successfulJobHistoryLimit: 3 # 保留多少个成功的任务
  suspend: false # 是否挂起任务，若为 true 则该任务不会执行
#  startingDeadlineSeconds: 30 # 间隔多长时间检测失败的任务并重新执行，时间不能小于 10
  schedule: "* * * * *" # 调度策略
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        spec:
          containers:
          - name: hello
            image: busybox:1.28
            imagePullPolicy: IfNotPresent
            command:
            - /bin/sh
            - -c
            - date; echo Hello from the Kubernetes cluster
          restartPolicy: OnFailure

2 初始化容器 InitContainer

在真正的容器启动之前，先启动 InitContainer，在初始化容器中完成真实容器所需的初始化操作，完成后再启动真实的容器。

相对于 postStart 来说，首先 InitController 能够保证一定在 EntryPoint 之前执行，而 postStart 不能，其次 postStart 更适合去执行一些命令操作，而 InitController 实际就是一个容器，可以在其他基础容器环境下执行更复杂的初始化功能。

在 pod 创建的模板中配置 initContainers 参数：

spec:
  initContainers:
  - image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["sh", "-c", "echo 'inited;' >> ~/.init"]
    name: init-test

3 污点和容忍

k8s 集群中可能管理着非常庞大的服务器，这些服务器可能是各种各样不同类型的，比如机房、地理位置、配置等，有些是计算型节点，有些是存储型节点，此时我们希望能更好的将 pod 调度到与之需求更匹配的节点上。

此时就需要用到污点（Taint）和容忍（Toleration），这些配置都是 key: value 类型的。

3.1 污点（Taint）

污点：是标注在节点上的，当我们在一个节点上打上污点以后，k8s 会认为尽量不要将 pod 调度到该节点上，除非该 pod 上面表示可以容忍该污点，且一个节点可以打多个污点，此时则需要 pod 容忍所有污点才会被调度该节点。

# 为节点打上污点
kubectl taint node k8s-master key=value:NoSchedule

# 移除污点
kubectl taint node k8s-master key=value:NoSchedule-

# 查看污点
kubectl describe no k8s-master

污点的影响：

1. NoSchedule：不能容忍的 pod 不能被调度到该节点，但是已经存在的节点不会被驱逐。（如果不能容忍该污点，那么 Pod 就无法调度到该节点上）
2. NoExecute：不能容忍的节点会被立即清除，能容忍且没有配置 tolerationSeconds 属性，则可以一直运行，设置了 tolerationSeconds: 3600 属性，则该 pod 还能继续在该节点运行 3600 秒
   • 如果 Pod 不能忍受这类污点，Pod 会马上被驱逐。
   • 如果 Pod 能够忍受这类污点，但是在容忍度定义中没有指定 tolerationSeconds， 则 Pod 还会一直在这个节点上运行。
   • 如果 Pod 能够忍受这类污点，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。

3.2 容忍（Toleration）

容忍：是标注在 pod 上的，当 pod 被调度时，如果没有配置容忍，则该 pod 不会被调度到有污点的节点上，只有该 pod 上标注了满足某个节点的所有污点，则会被调度到这些节点

# pod 的 spec 下面配置容忍
tolerations:
- key: "污点的 key"
  value: "污点的 value"
  offect: "NoSchedule" # 污点产生的影响
  operator: "Equal" # 表是 value 与污点的 value 要相等，也可以设置为 Exists 表示存在 key 即可，此时可以不用配置 value

Equal：比较操作类型为 Equal，则意味着必须与污点值做匹配，key/value都必须相同，才表示能够容忍该污点。
Exists：容忍与污点的比较只比较 key，不比较 value，不关心 value 是什么东西，只要 key 存在，就表示可以容忍。

4 亲和力（Affinity）

4.1 NodeAffinity

4.1.1 RequiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

硬亲和力，即支持必须部署在指定的节点上，也支持必须不部署在指定的节点上。

4.1.2 PreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

软亲和力：尽量部署在满足条件的节点上，或尽量不要部署在被匹配的节点上。

4.1.3 应用

4.1.3.1 匹配类型

1. In：部署在满足条件的节点上。
2. NotIn：匹配不在条件中的节点，实现节点反亲和性。
3. Exists：只要存在 key 名字就可以，不关心值是什么。
4. DoesNotExist：匹配指定 key 名不存在的节点，实现节点反亲和性。
5. Gt：value 为数值，且节点上的值小于指定的条件。
6. Lt：value 为数值，且节点上的值大于指定条件。

4.1.3.2 配置模板

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-node-affinity
spec:
  affinity: # 亲和力配置
    nodeAffinity: # 节点亲和力
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 节点必须匹配下方配置
        nodeSelectorTerms: # 选择器
        - matchExpressions: # 匹配表达式
          - key: topology.kubernetes.io/zone # 匹配 label 的 key
            operator: In # 匹配方式，只要匹配成功下方的一个 value 即可
            values:
            - antarctica-east1 # 匹配的 value
            - antarctica-west1 # 匹配的 value
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 节点尽量匹配下方配置
      - weight: 1 # 权重[1,100]，按照匹配规则对所有节点累加权重，最终之和会加入优先级评分，优先级越高被调度的可能性越高
        preference:
          matchExpressions: # 匹配表达式
          - key: another-node-label-key # label 的 key
            operator: In # 匹配方式，满足一个即可
            values:
            - another-node-label-value # 匹配的 value
#      - weight: 20
        ......
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: pause:2.0

4.2 PodAffinity

4.2.1 RequiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

必须将应用部署在一块。

4.2.2 PreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

尽量将应用部署在一块。

4.2.3 配置模板

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-pod-affinity
spec:
  affinity: # 亲和力配置
    podAffinity: # pod 亲和力配置
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 当前 pod 必须匹配到对应条件 pod 所在的 node 上
      - labelSelector: # 标签选择器
          matchExpressions: # 匹配表达式
          - key: security # 匹配的 key
            operator: In # 匹配方式
            values: # 匹配其中的一个 value
            - S1
        topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
    podAntiAffinity: # pod 反亲和力配置
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 尽量不要将当前节点部署到匹配下列参数的 pod 所在的 node 上
      - weight: 100 # 权重
        podAffinityTerm: # pod 亲和力配置条件
          labelSelector: # 标签选择器
            matchExpressions: # 匹配表达式
            - key: security # 匹配的 key
              operator: In # 匹配的方式
              values:
              - S2 # 匹配的 value
          topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
  containers:
  - name: with-pod-affinity
    image: pause:2.0

4.3 PodAntiAffinity

4.3.1 RequiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

不要将应用与之匹配的部署到一块

        podAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: security
                operator: In
                values:
                - S1
            topologyKey: topology.kubernetes.io/zone

4.3.2 PreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

尽量不要将应用部署到一块。