k8s调度

nodeName
nodeSelector
亲和与反亲和
- 节点亲和
- pod 亲和性和反亲和性
Taints(污点)

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：https://kubernetes.io/docs/reference/scheduling/policies/

调度框架：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/scheduling-eviction/scheduling-framework/

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。

[root@server2 调度]# cat nodeName.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginx
spec:containers:- name: nginximage: nginxnodeName: server3

直接调度到server3上

[root@server2 调度]# kubectl  get pod
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          28s
[root@server2 调度]# kubectl  get pod -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx   1/1     Running   0          37s   10.244.1.3   server3   <none>           <none>

nodeSelector

是节点选择约束的最简单推荐形式。

给选择的节点添加标签：
kubectl label nodes server2 disktype=ssd


[root@server2 调度]# cat nodeSelector.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginxlabels:env: test
spec:containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentnodeSelector:disktype: ssd

[root@server2 调度]# kubectl label node server4 disktype=ssd
node/server4 labeled

[root@server2 调度]# kubectl  get node -L disktype     ###-L 后加key值，可以列出相应标签的节点
NAME      STATUS   ROLES                  AGE    VERSION   DISKTYPE
server2   Ready    control-plane,master   3h1m   v1.20.2
server3   Ready    <none>                 157m   v1.20.2
server4   Ready    <none>                 157m   v1.20.2   ssd

[root@server2 调度]# kubectl  apply -f nodeSelector.yml
pod/nginx created
[root@server2 调度]# kubectl  get pod
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          24s
[root@server2 调度]# kubectl  get pod -o wide      #新建pod优先选择有文件标签的节点
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx   1/1     Running   0          27s   10.244.2.3   server4   <none>           <none>

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你可以表达约束的类型。
你可以发现规则是“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
你可以使用节点上的 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

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 必须满足(不满足则报错)
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。

参考：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/scheduling-eviction/assign-pod-node/

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
节点亲和性pod示例：

[root@server2 调度]# cat prefer.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: node-affinity
spec:containers:- name: nginximage: nginxaffinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   ##必须要满足的要求，没有则运行失败nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: disktypeoperator: Invalues:- ssd- satapreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   ##可以没有，但优先考虑- weight: 1preference:matchExpressions:- key: rolesoperator: Invalues:- nginx

kubectl label node server3 disktype=ssd
kubectl label node server4 disktype=ssd
[root@server2 调度]# kubectl label node server4 roles=nginx
node/server4 labeled

server4优先

[root@server2 调度]# kubectl apply  -f prefer.yml
pod/node-affinity created
[root@server2 调度]# kubectl  get pod -o wide
NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
node-affinity   1/1     Running   0          7s    10.244.2.4   server4   <none>           <none>

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。

pod亲和性：有匹配标签的node上优先调度

[root@server2 调度]# cat podpre.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginxlabels:app: nginx
spec:containers:- name: nginximage: nginx
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapplabels:app: myapp
spec:containers:- name: myappimage: myapp:v1affinity:podAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginxtopologyKey: kubernetes.io/hostname

[root@server2 调度]# kubectl  get pod -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
myapp   1/1     Running   0          8s    10.244.1.6   server3   <none>           <none>
nginx   1/1     Running   0          9s    10.244.1.5   server3   <none>           <none>

pod 反亲和性

[root@server2 调度]# cat podpre.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginxlabels:app: nginx
spec:containers:- name: nginximage: nginx
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapplabels:app: myapp
spec:containers:- name: myappimage: myapp:v1affinity:podAntiAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginxtopologyKey: kubernetes.io/hostname

有特定标签的pod的节点不执行
[root@server2 调度]# kubectl apply -f podpre.yml
pod/nginx created
pod/myapp created

[root@server2 调度]# kubectl get pod -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
myapp   1/1     Running   0          11s   10.244.2.5   server4   <none>           <none>
nginx   1/1     Running   0          11s   10.244.1.4   server3   <none>           <none>

Taints(污点)

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。

可以使用命令 kubectl taint 给节点增加一个 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。

master端： server2上有污点，且没有容忍，所以默认是不能调度的

[root@server2 调度]# kubectl describe  nodes server2 | grep Tain
Taints:             node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule

给server3上加此标签(污点)，无法调用，直接驱离

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: web-server
spec:selector:matchLabels:app: nginxreplicas: 3template:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginx

[root@server2 调度]# kubectl taint node server3 key1=v1:NoExecute
node/server3 tainted

删除污点
kubectl taint node server3 key1-

所有server3上的pod全部驱逐，再server4上调度pod

[root@server2 调度]# kubectl  get pod -o wide
NAME                          READY   STATUS              RESTARTS   AGE     IP           NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
web-server-6799fc88d8-4mc9s   0/1     ContainerCreating   0          2s      <none>       server4   <none>           <none>
web-server-6799fc88d8-8b5sx   0/1     Terminating         0          3m55s   10.244.1.7   server3   <none>           <none>
web-server-6799fc88d8-cm5rn   0/1     Terminating         0          3m55s   10.244.1.8   server3   <none>           <none>
web-server-6799fc88d8-f2t7t   1/1     Running             0          3m55s   10.244.2.6   server4   <none>           <none>
web-server-6799fc88d8-z78wz   0/1     ContainerCreating   0          2s      <none>       server4   <none>           <none>

容忍

容忍：所有

[root@server2 调度]# cat Tain.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: web-server
spec:selector:matchLabels:app: nginxreplicas: 3template:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginxtolerations:- operator: "Exists"   #容忍所有的污点

有污点的server2，server3均可参与调度


[root@server2 调度]# kubectl  get pod -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
web-server-65797dc965-4qktn   1/1     Running   0          38s   10.244.1.9    server3   <none>           <none>
web-server-65797dc965-jc9gz   1/1     Running   0          34s   10.244.0.4    server2   <none>           <none>
web-server-65797dc965-vk89v   1/1     Running   0          36s   10.244.1.10   server3   <none>           <none>

tolerations示例：

tolerations:
- key: "key"operator: "Equal"value: "value"effect: "NoSchedule"
---
tolerations:
- key: "key"operator: "Exists"effect: "NoSchedule"

tolerations中定义的key、value、effect，要与node上设置的taint保持一直：
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。

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。

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。
$ kubectl cordon server3

$ kubectl  get node
NAME      STATUS                     ROLES    AGE   VERSION
server1   Ready                      <none>   29m   v1.17.2
server2   Ready                      <none>   12d   v1.17.2
server3   Ready,SchedulingDisabled   <none>   9d    v1.17.2

$ kubectl uncordon server3 //恢复

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。
$ kubectl drain server3
node/server3 cordoned

evicting pod "web-1"
evicting pod "coredns-9d85f5447-mgg2k"
pod/coredns-9d85f5447-mgg2k evicted
pod/web-1 evicted
node/server3 evicted

$ kubectl uncordon server3

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

$ kubectl delete node server3

$ systemctl restart kubelet （在节点端重启） //基于node的自注册功能,恢复使用

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