K8s 亲和性和非亲和性(Affinity)
概念
关于 K8S 对 Pod 的调度,通常情况下Pod被分配到哪些Node是不需要我们操心的,这个过程会由scheduler自动实现。但有时,我们需要让Pod按照我们的预想运行在Node上(例如某些应用 “必须/或者尽量” 跑在具有SSD存储的节点上,有些彼此相关的Pod应用应该跑在同一个节点上)。为此,k8s为我们提供了这样的策略,我们可以通过使用 “亲和性/非亲和性” 制定一些规则来实现我们的需求。
亲和性调度可以分成软策略和硬策略两种方式:
- 硬策略:可以理解为必须,就是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。对应的配置规则为
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
。 - 软策略:可以理解为尽量,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,说白了就是满足条件最好了,没有的话也无所谓。对应的配置规则为
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
。
亲和性的配置规则分为 Node亲和性、Pod亲和性、Pod反亲和性
:
- nodeAffinity :节点亲和性,用来控制 Pod 要部署在哪些节点上,以及不能部署在哪些节点上的,这个是
Pod 与 Node 之间
匹配规则的。 - podAffinity :pod 亲和性,这个是
Pod 与 Pod 之间
匹配规则的。 - podAntiAffinity :pod 反亲和性,与 podAffinity 相反。
- 这个亲和性看起来和一直使用的nodeSelector 作用比较重叠,但是你会发现它更的控制更为细致且概念更优。
据说官方将会在后续的版本中废除 nodeSelector,故建议大家使用使用亲和性策略。
- 节点亲和性相较于 nodeSelector 在调度方式上,有几点增强:① 更多的表达式支持,不仅仅是ADD和精确匹配;② 可以设置soft/preference的调度策略,而不是刚性的要求;③ 可以通过Pod的标签进行调度约束,不仅仅是Node的标签。
- podAffinity 处理 Pod 和 Pod 在一起的规则,podAntiAffinity 处理的是 Pod 和 Pod 不能在一起的规则。它俩处理的是Kubernetes集群内部Pod和Pod之间的关系。
- 所有规则终究还是以 Label 为元数据的。
AFFINITY SELECTOR | REQUIREMENTS MET | REQUIREMENTS NOT MET | REQUIREMENTS LOST |
---|---|---|---|
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution | Runs Fails | Keeps | Running |
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution | Runs Runs | Keeps | Running |
(un-implemented) requiredDuringSchedulingRequiredDuringExecution | Runs | Fails | Fails |
对于 label 的匹配规则,可选的操作符有:
操作符 | 规则说明 |
---|---|
In | label 的值在某个列表中 |
NotIn | label 的值不在某个列表中 |
Exists | 某个 label 存在 |
DoesNotExist | 某个 label 不存在 |
Gt | label 的值大于某个值(字符串比较) |
Lt | label 的值小于某个值(字符串比较) |
如果 nodeAffinity 中 nodeSelectorTerms 有多个选项,则节点满足任何一个条件就可以;
如果 matchExpressions 有多个选项,则只有同时满足这些逻辑选项的节点才能运行 Pod。
实例
- 我们一般通过 Deployment 和 DaemonSet 来部署 Pod,纯粹部署一个 Pod 的情况却不太常见。
- 在 Deployment 和 DaemonSet 的 yaml 中配置的 template 节点以下的内容,顾名思义就是其预部署的 Pod 的模板,在 template 节点这里配置的规则内容最终都会实际落实到具体 Pod 的 yaml 文件配置上。
- 所以,网上看到的一些关于亲和性的示例中
kind: Deployment
和kind: Pod
其实在具体规则上你可以认为是一样的。
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: affinity-testlabels:app: affinity-test
spec:replicas: 8selector:matchLabels:app: affinity-testtemplate:metadata:labels:app: affinity-testspec:containers:- name: nginximage: nginx:1.20.2ports:- containerPort: 80name: nginxwebaffinity:nodeAffinity: # 作用域:Pod和Node之间requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # Node亲和性-硬策略nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: NotInvalues:- node3preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # Node亲和性-软策略- weight: 1preference:matchExpressions:- key: customlabeloperator: Invalues:- weblbpodAffinity: # 作用域:Pod和Pod之间requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # Pod亲和性-硬策略- labelSelector:matchExpressions:- key: securityoperator: Invalues:- security1topologyKey: failure-domain.beta.kubernetes.io/zonepodAntiAffinity: # 作用域:Pod和Pod之间preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # Pod非亲和性-软策略- weight: 100podAffinityTerm:labelSelector:matchExpressions:- key: securityoperator: Invalues:- security2topologyKey: kubernetes.io/hostname
(END)
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