《Kubernetes知识篇：Kubernetes污点和容忍度》
文章目录
- 一、简介
- 二、pod对象的排斥等级
- 三、污点且无容忍度
- 3.1、污点之排斥等级NoSchedule
- 3.2、污点之排斥等级NoExecute
- 3.3、污点之排斥等级PreferNoSchedule
- 四、污点且有容忍度
- 4.1、容忍度NoSchedule之通配
- 4.2、容忍度NoExecute完全匹配
- 4.3、容忍度NoSchedule完全匹配
- 总结：整理不易，如果对你有帮助，可否点赞关注一下？
一、简介
Kubernetes官方文档：污点和容忍度
kubernetes污点和容忍度测试用例
Taint（污点)，它使节点能够排斥一类特定的 Pod。
容忍度（Tolerations）是应用于 Pod 上的，允许（但并不要求）Pod 调度到带有与之匹配的污点的节点上。
污点和容忍度（Toleration）相互配合，可以用来避免 Pod 被分配到不合适的节点上。 每个节点上都可以应用一个或多个污点，这表示对于那些不能容忍这些污点的 Pod，是不会被该节点接受的。
二、pod对象的排斥等级
NoSchedule
如果新创建pod没有设置容忍度的话，那么该pod不会被调度，但是不会影响之前已经调度的pod。
NoExecute
既影响调度过程，又影响现存的pod，如果已经存在的pod不能容忍节点后来加的污点，这个pod就会被驱逐。
PreferNoSchedule
尽量避免将Pod调度到具有污点的节点上，如果集群中有没有污点的节点则优先调度到干净节点，如果所有工作节点都被打上污点，则也可以正常调度到这些有污点的工作节点上。
如下图所示：
三、污点且无容忍度
问题一：为什么master节点的污点排斥等级为Noschedule，却有pod可以被调度呢？
原因：因为这些可以被调度的pod都设置了容忍度NoExecute，而NoExecute排斥等级高于Noschedule，可以向下包容的，所以可以被调度。如下所示：
3.1、污点之排斥等级NoSchedule
1、k8s集群worker节点默认是没有污点的，如下图所示：
2、使用命令kubectl taint给节点k8s-worker-16增加一个污点，如下图所示：
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-16 deploy=nginx:NoSchedule
node/k8s-worker-16 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-16 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:NoSchedule
若要移除上述命令所添加的污点，你可以执行：
#移除污点
kubectl taint node k8s-worker-16 deploy=nginx:NoSchedule-
3、创建Deployment，观察pod调度情况，如下所示：
vim taintNoSchedule.yaml
apiVersion: apps/v1 #apiVersion是当前配置格式的版本
kind: Deployment #kind是要创建的资源类型，这里是Deploymnet
metadata: #metadata是该资源的元数据，name是必须的元数据项name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec: #spec部分是该Deployment的规则说明replicas: 3 #relicas指定副本数量，默认为1selector:matchLabels:app: nginxtemplate: #template定义Pod的模板，这是配置的重要部分metadata: #metadata定义Pod的元数据，至少要顶一个label，label的key和value可以任意指定labels:app: nginxspec: #spec描述的是Pod的规则，此部分定义pod中每一个容器的属性，name和image是必需的containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80
如下图所示：
结论：由于k8s-worker-16节点有污点，且没有配置pod容忍度，所以pod无法被调度到k8s-worker-16节点，而当前k8s集群工作节点只有k8s-worker-16和k8s-worker-21，所以pod全部被调度到另外一台工作节点，即k8s-worker-21节点上。
4、使用命令kubectl taint给节点k8s-worker-21增加一个污点，如下图所示：
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoSchedule
node/k8s-worker-16 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-21 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:NoSchedule
5、创建Deployment，观察pod调度情况
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl delete -f taintNoSchedule.yaml
deployment.apps "nginx-deployment" deleted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl apply -f taintNoSchedule.yaml
deployment.apps/nginx-deployment created
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-deployment-845d4d9dff-4hp4h 0/1 Pending 0 5s <none> <none> <none> <none>
nginx-deployment-845d4d9dff-6shr8 0/1 Pending 0 5s <none> <none> <none> <none>
nginx-deployment-845d4d9dff-fxk2s 0/1 Pending 0 5s <none> <none> <none> <none>
如下所示：
结论：由于k8s-worker-16节点和k8s-worker-21节点都被打上污点，且没有配置pod容忍度，所以新创建的pod无法被调度到这两个节点，而当前k8s集群工作节点只有k8s-worker-16和k8s-worker-21，无其他工作节点，所以新创建的pod无法调度到合适的节点，pod会一直处于Pending状态。
6、k8s-worker-21移除污点
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoSchedule-
node/k8s-worker-21 untainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe node k8s-worker-21 | grep Taints
Taints: <none>
7、创建Deployment，观察pod调度情况
结论：k8s-worker-21移除污点，重新创建pod，则该pod可以正常调度到k8s-worker-21节点上。
3.2、污点之排斥等级NoExecute
1、k8s集群worker节点默认是没有污点的，如下图所示：
2、使用命令kubectl taint给节点k8s-worker-21增加一个污点，排斥等级为NoExecute，如下图所示：
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoExecute
node/k8s-worker-21 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-21 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:NoExecute
若要移除上述命令所添加的污点，你可以执行：
#移除污点
kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoExecute-
3、创建Deployment，观察pod调度情况，如下所示：
vim taintNoSchedule.yaml
apiVersion: apps/v1 #apiVersion是当前配置格式的版本
kind: Deployment #kind是要创建的资源类型，这里是Deploymnet
metadata: #metadata是该资源的元数据，name是必须的元数据项name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec: #spec部分是该Deployment的规则说明replicas: 3 #relicas指定副本数量，默认为1selector:matchLabels:app: nginxtemplate: #template定义Pod的模板，这是配置的重要部分metadata: #metadata定义Pod的元数据，至少要顶一个label，label的key和value可以任意指定labels:app: nginxspec: #spec描述的是Pod的规则，此部分定义pod中每一个容器的属性，name和image是必需的containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80
如下图所示：
结论：k8s-worker-21工作节点被打上污点，排斥等级为NoExecute，且没有配置pod容忍度的话，会自动删除该节点上已经存在的pod。
3.3、污点之排斥等级PreferNoSchedule
1、k8s集群worker节点默认是没有污点的，如下图所示：
2、使用命令kubectl taint给节点k8s-worker-21增加一个污点，排斥等级为NoExecute，如下图所示：
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:PreferNoSchedule
node/k8s-worker-21 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-21 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:PreferNoSchedule
若要移除上述命令所添加的污点，你可以执行：
#移除污点
kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:PreferNoSchedule-
3、创建Deployment，观察pod调度情况，如下所示：
vim taintNoSchedule.yaml
apiVersion: apps/v1 #apiVersion是当前配置格式的版本
kind: Deployment #kind是要创建的资源类型，这里是Deploymnet
metadata: #metadata是该资源的元数据，name是必须的元数据项name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec: #spec部分是该Deployment的规则说明replicas: 8 #relicas指定副本数量，默认为1selector:matchLabels:app: nginxtemplate: #template定义Pod的模板，这是配置的重要部分metadata: #metadata定义Pod的元数据，至少要顶一个label，label的key和value可以任意指定labels:app: nginxspec: #spec描述的是Pod的规则，此部分定义pod中每一个容器的属性，name和image是必需的containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80
如下图所示：
结论：k8s-worker-16和k8s-worker-21工作节点被打上污点，排斥等级为PreferNoSchedule，且没有配置pod容忍度的话，经观察pod可以正常调度到k8s-worker-16和k8s-worker-21工作节点上。
四、污点且有容忍度
容忍度属性字段参数详解，如下图所示：
4.1、容忍度NoSchedule之通配
1、k8s集群worker节点默认是没有污点的，如下图所示：
2、使用命令kubectl taint给节点k8s-worker-16和k8s-worker-21增加污点，如下图所示：
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-16 deploy=nginx:NoSchedule
node/k8s-worker-16 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoSchedule
node/k8s-worker-21 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-16 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:NoSchedule
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-21 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:NoSchedule
若要移除上述命令所添加的污点，你可以执行：
#移除污点
kubectl taint node k8s-worker-16 deploy=nginx:NoSchedule-
kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoSchedule-
3、创建Deployment，观察pod调度情况，如下所示：
vim tolerations-1.yamlapiVersion: apps/v1 #apiVersion是当前配置格式的版本
kind: Deployment #kind是要创建的资源类型，这里是Deploymnet
metadata: #metadata是该资源的元数据，name是必须的元数据项name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec: #spec部分是该Deployment的规则说明replicas: 8 #relicas指定副本数量，默认为1selector:matchLabels:app: nginxtemplate: #template定义Pod的模板，这是配置的重要部分metadata: #metadata定义Pod的元数据，至少要顶一个label，label的key和value可以任意指定labels:app: nginxspec: #spec描述的是Pod的规则，此部分定义pod中每一个容器的属性，name和image是必需的containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80tolerations: #容忍度属性- key: "deploy" #label标签名称,对等于app: nginx中左边的appoperator: "Exists" #表示等值关系,只要对应的键是存在的,exists,其值被自动定义成通配符value: "" #label标签名称,对等于app: nginx中有右边的nginx,为空的话表示比配nginx="任意值",可以是app: nginx1或app: nginx2等effect: "" #effect表示要匹配的排斥等级,NoSchedule、NoExecute、PreferNoSchedule,空意味着匹配所有的排斥等级
如下图所示：
结论：k8s-worker-16节点和k8s-worker-21节点都被打上污点，排斥等级为NoExecute，yaml文件中定义的tolerations属性，operator等值关系为Exists，其值被自动定义成通配符value和effect对应的值为空，表示匹配value和effect值为任意值，即被打上污点的节点key对应的值为deploy，value的值为任意值，effect排斥等级为NoSchedule或NoExcuete或PreferNoschedule均可被容忍，即可正常调度到该节点。
4.2、容忍度NoExecute完全匹配
1、k8s集群worker节点默认是没有污点的，如下图所示：
2、使用命令kubectl taint给节点k8s-worker-16和k8s-worker-21增加污点，如下图所示：
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-16 deploy=nginx:NoExecute
node/k8s-worker-16 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoExecute
node/k8s-worker-21 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-16 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:NoExecute
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-21 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:NoExecute
若要移除上述命令所添加的污点，你可以执行：
#移除污点
kubectl taint node k8s-worker-16 deploy=nginx:NoExecute-
kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoExecute-
3、创建Deployment，观察pod调度情况，如下所示：
vim tolerations-2.yamlapiVersion: apps/v1 #apiVersion是当前配置格式的版本
kind: Deployment #kind是要创建的资源类型，这里是Deploymnet
metadata: #metadata是该资源的元数据，name是必须的元数据项name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec: #spec部分是该Deployment的规则说明replicas: 8 #relicas指定副本数量，默认为1selector:matchLabels:app: nginxtemplate: #template定义Pod的模板，这是配置的重要部分metadata: #metadata定义Pod的元数据，至少要顶一个label，label的key和value可以任意指定labels:app: nginxspec: #spec描述的是Pod的规则，此部分定义pod中每一个容器的属性，name和image是必需的containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80tolerations: #容忍度属性- key: "deploy" #label标签名称,对等于app: nginx中左边的appoperator: "Equal" #表示等值关系,即必须完全匹配,effect字段、value值必须与节点保持一致value: "nginx" #label标签名称,对等于app: nginx中有右边的nginx,为空的话表示比配nginx="任意值",可以是app: nginx1或app: nginx2等，不能为空effect: "NoExecute" #effect表示要匹配的排斥等级,NoSchedule、NoExecute、PreferNoSchedule,不能为空 tolerationSeconds: 30 #表示容忍的时间周期,必须是NoExecute,否则该字段将被忽略,没有设置，这意味着永远容忍污染,不会驱逐，0和负值将被视为0表示立即驱逐
如下图所示：
等待30秒后，如下图所示：
说明：这里设置为30秒，符合污点的节点创建并且运行1分钟后进入回收状态，新的pod又调度到此节点，一分钟后再次删除，创建、删除…一直下去。
结论：k8s-worker-16节点和k8s-worker-21节点都被打上污点，排斥等级为NoExecute，yaml文件中定义了pod的容忍度为NoExecute，与当前k8s-worker-16节点和k8s-worker-21节点污点排斥等级一致，则是可以正常调度的。这里要注意的是tolerationSeconds: 30，表示容忍的时间周期,必须是NoExecute,否则该字段将被忽略,没有设置，这意味着永远容忍污染,不会驱逐，0和负值将被视为0表示立即驱逐。
4.3、容忍度NoSchedule完全匹配
1、k8s集群worker节点默认是没有污点的，如下图所示：
2、使用命令kubectl taint给节点k8s-worker-16和k8s-worker-21增加污点，如下图所示：
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-16 deploy=nginx:NoSchedule
node/k8s-worker-16 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoSchedule
node/k8s-worker-21 tainted
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-16 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:NoSchedule
[root@k8s-client-17 yaml]# kubectl describe nodes k8s-worker-21 | grep Taints
Taints: deploy=nginx:NoSchedule
若要移除上述命令所添加的污点，你可以执行：
#移除污点
kubectl taint node k8s-worker-16 deploy=nginx:NoSchedule-
kubectl taint node k8s-worker-21 deploy=nginx:NoSchedule-
3、创建Deployment，观察pod调度情况，如下所示：
vim tolerations-3.yaml apiVersion: apps/v1 #apiVersion是当前配置格式的版本
kind: Deployment #kind是要创建的资源类型，这里是Deploymnet
metadata: #metadata是该资源的元数据，name是必须的元数据项name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec: #spec部分是该Deployment的规则说明replicas: 8 #relicas指定副本数量，默认为1selector:matchLabels:app: nginxtemplate: #template定义Pod的模板，这是配置的重要部分metadata: #metadata定义Pod的元数据，至少要顶一个label，label的key和value可以任意指定labels:app: nginxspec: #spec描述的是Pod的规则，此部分定义pod中每一个容器的属性，name和image是必需的containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80tolerations: #容忍度属性- key: "deploy" #label标签名称,对等于app: nginx中左边的appoperator: "Equal" #表示等值关系,即必须完全匹配,effect字段、value值必须与节点保持一致value: "nginx" #label标签名称,对等于app: nginx中有右边的nginx,为空的话表示比配nginx="任意值",可以是app: nginx1或app: nginx2等，不能为空effect: "NoSchedule" #effect表示要匹配的排斥等级,NoSchedule、NoExecute、PreferNoSchedule,不能为空
如下图所示：
结论：k8s-worker-16节点和k8s-worker-21节点都被打上污点，排斥等级为NoSchedule，按照规则新创建的pod是调度不了的，但是在yaml文件中定义了pod的容忍度为NoSchedule，与当前k8s-worker-16节点和k8s-worker-21节点污点排斥等级一致，则是可以正常调度的。
总结：整理不易，如果对你有帮助，可否点赞关注一下？
更多详细内容请参考：企业级K8s集群运维实战
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