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文章目錄
- 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
- 5G云計(jì)算
- 第三章 LINUX Kubernetes 集群調(diào)度
- 一、調(diào)度約束
- 1.調(diào)度過(guò)程
- 2.指定調(diào)度節(jié)點(diǎn)
- 3.親和性
- 1）節(jié)點(diǎn)親和性
- 2）Pod 親和性
- 3）鍵值運(yùn)算關(guān)系
- 4.污點(diǎn)(Taint) 和 容忍(Tolerations)
- 1）污點(diǎn)(Taint)
- 2）容忍(Tolerations)
- 3）Pod啟動(dòng)階段（相位 phase）
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
5G云計(jì)算
第三章 LINUX Kubernetes 集群調(diào)度
一、調(diào)度約束
當(dāng)定義 Pod 時(shí)可以選擇性地為每個(gè)容器設(shè)定所需要的資源數(shù)量。 最常見(jiàn)的可設(shè)定資源是 Kubernetes 是通過(guò) List-Watch 的機(jī)制進(jìn)行每個(gè)組件的協(xié)作，保持?jǐn)?shù)據(jù)同步的，每個(gè)組件之間的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了解耦。
用戶是通過(guò) kubectl 根據(jù)配置文件，向 APIServer 發(fā)送命令，在 Node 節(jié)點(diǎn)上面建立 Pod 和 Container。
APIServer 經(jīng)過(guò) API 調(diào)用，權(quán)限控制，調(diào)用資源和存儲(chǔ)資源的過(guò)程，實(shí)際上還沒(méi)有真正開(kāi)始部署應(yīng)用。這里 需要 Controller Manager、Scheduler 和 kubelet 的協(xié)助才能完成整個(gè)部署過(guò)程。
在 Kubernetes 中，所有部署的信息都會(huì)寫到 etcd 中保存。實(shí)際上 etcd 在存儲(chǔ)部署信息的時(shí)候，會(huì)發(fā)送 Create 事件給 APIServer，而 APIServer 會(huì)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)（Watch）etcd 發(fā)過(guò)來(lái)的事件。其他組件也會(huì)監(jiān)聽(tīng)（Watch）APIServer 發(fā)出來(lái)的事件
Pod 是 Kubernetes 的基礎(chǔ)單元，Pod 啟動(dòng)典型創(chuàng)建過(guò)程如下
（1）這里有三個(gè) List-Watch，分別是 Controller Manager（運(yùn)行在 Master），Scheduler（運(yùn)行在 Master），kubelet（運(yùn)行在 Node）。 他們?cè)谶M(jìn)程已啟動(dòng)就會(huì)監(jiān)聽(tīng)（Watch）APIServer 發(fā)出來(lái)的事件
（2）用戶通過(guò) kubectl 或其他 API 客戶端提交請(qǐng)求給 APIServer 來(lái)建立一個(gè) Pod 對(duì)象副本
（3）APIServer 嘗試著將 Pod 對(duì)象的相關(guān)元信息存入 etcd 中，待寫入操作執(zhí)行完成，APIServer 即會(huì)返回確認(rèn)信息至客戶端
（4）當(dāng) etcd 接受創(chuàng)建 Pod 信息以后，會(huì)發(fā)送一個(gè) Create 事件給 APIServer
（5）由于 Controller Manager 一直在監(jiān)聽(tīng)（Watch，通過(guò)https的6443端口）APIServer 中的事件。此時(shí) APIServer 接受到了 Create 事件，又會(huì)發(fā)送給 Controller Manager
（6）Controller Manager 在接到 Create 事件以后，調(diào)用其中的 Replication Controller 來(lái)保證 Node 上面需要?jiǎng)?chuàng)建的副本數(shù)量。一旦副本數(shù)量少于 RC 中定義的數(shù)量，RC 會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建副本。總之它是保證副本數(shù)量的 Controller（PS：擴(kuò)容縮容的擔(dān)當(dāng)）
（7）在 Controller Manager 創(chuàng)建 Pod 副本以后，APIServer 會(huì)在 etcd 中記錄這個(gè) Pod 的詳細(xì)信息。例如 Pod 的副本數(shù)，Container 的內(nèi)容是什么
（8）同樣的 etcd 會(huì)將創(chuàng)建 Pod 的信息通過(guò)事件發(fā)送給 APIServer
（9）由于 Scheduler 在監(jiān)聽(tīng)（Watch）APIServer，并且它在系統(tǒng)中起到了“承上啟下”的作用，“承上”是指它負(fù)責(zé)接收創(chuàng)建的 Pod 事件，為其安排 Node；“啟下”是指安置工作完成后，Node 上的 kubelet 進(jìn)程會(huì)接管后繼工作，負(fù)責(zé) Pod 生命周期中的“下半生”。 換句話說(shuō)，Scheduler 的作用是將待調(diào)度的 Pod 按照調(diào)度算法和策略綁定到集群中 Node 上
（10）Scheduler 調(diào)度完畢以后會(huì)更新 Pod 的信息，此時(shí)的信息更加豐富了。除了知道 Pod 的副本數(shù)量，副本內(nèi)容。還知道部署到哪個(gè) Node 上面了。并將上面的 Pod 信息更新至 API Server，由 APIServer 更新至 etcd 中，保存起來(lái)
（11）etcd 將更新成功的事件發(fā)送給 APIServer，APIServer 也開(kāi)始反映此 Pod 對(duì)象的調(diào)度結(jié)果
（12）kubelet 是在 Node 上面運(yùn)行的進(jìn)程，它也通過(guò) List-Watch 的方式監(jiān)聽(tīng)（Watch，通過(guò)https的6443端口）APIServer 發(fā)送的 Pod 更新的事件。kubelet 會(huì)嘗試在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)上調(diào)用 Docker 啟動(dòng)容器，并將 Pod 以及容器的結(jié)果狀態(tài)回送至 APIServer
（13）APIServer 將 Pod 狀態(tài)信息存入 etcd 中。在 etcd 確認(rèn)寫入操作成功完成后，APIServer將確認(rèn)信息發(fā)送至相關(guān)的 kubelet，事件將通過(guò)它被接受
注意：在創(chuàng)建 Pod 的工作就已經(jīng)完成了后，為什么 kubelet 還要一直監(jiān)聽(tīng)呢？原因很簡(jiǎn)單，假設(shè)這個(gè)時(shí)候 kubectl 發(fā)命令，要擴(kuò)充 Pod 副本數(shù)量，那么上面的流程又會(huì)觸發(fā)一遍，kubelet 會(huì)根據(jù)最新的 Pod 的部署情況調(diào)整 Node 的資源。又或者 Pod 副本數(shù)量沒(méi)有發(fā)生變化，但是其中的鏡像文件升級(jí)了，kubelet 也會(huì)自動(dòng)獲取最新的鏡像文件并且加載
1.調(diào)度過(guò)程
Scheduler 是 kubernetes 的調(diào)度器，主要的任務(wù)是把定義的 pod 分配到集群的節(jié)點(diǎn)上。其主要考慮的問(wèn)題如下：
| 主要考慮的問(wèn)題 | 說(shuō)明 |
|---|---|
| 公平 | 如何保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能被分配資源 |
| 資源高效利用 | 集群所有資源最大化被使用 |
| 效率 | 調(diào)度的性能要好，能夠盡快地對(duì)大批量的 pod 完成調(diào)度工作 |
| 靈活 | 允許用戶根據(jù)自己的需求控制調(diào)度的邏輯 |
Sheduler 是作為單獨(dú)的程序運(yùn)行的，啟動(dòng)之后會(huì)一直監(jiān)聽(tīng) APIServer，獲取 spec.nodeName 為空的 pod，對(duì)每個(gè) pod 都會(huì)創(chuàng)建一個(gè) binding，表明該 pod 應(yīng)該放到哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上
調(diào)度分為幾個(gè)部分：首先是過(guò)濾掉不滿足條件的節(jié)點(diǎn)，這個(gè)過(guò)程稱為預(yù)算策略（predicate）；然后對(duì)通過(guò)的節(jié)點(diǎn)按照優(yōu)先級(jí)排序，這個(gè)是優(yōu)選策略（priorities）；最后從中選擇優(yōu)先級(jí)最高的節(jié)點(diǎn)。如果中間任何一步驟有錯(cuò)誤，就直接返回錯(cuò)誤
| Predicate常見(jiàn)的算法 | 說(shuō)明 |
|---|---|
| PodFitsResources | 節(jié)點(diǎn)上剩余的資源是否大于 pod 請(qǐng)求的資源 |
| PodFitsHost | 如果 pod 指定了 NodeName，檢查節(jié)點(diǎn)名稱是否和 NodeName 匹配 |
| PodFitsHostPorts | 節(jié)點(diǎn)上已經(jīng)使用的 port 是否和 pod 申請(qǐng)的 port 沖突 |
| PodSelectorMatches | 過(guò)濾掉和 pod 指定的 label 不匹配的節(jié)點(diǎn) |
| NoDiskConflict | 已經(jīng) mount 的 volume 和 pod 指定的 volume 不沖突，除非它們都是只讀 |
如果在 predicate 過(guò)程中沒(méi)有合適的節(jié)點(diǎn)，pod 會(huì)一直在 pending 狀態(tài)，不斷重試調(diào)度，直到有節(jié)點(diǎn)滿足條件。 經(jīng)過(guò)這個(gè)步驟，如果有多個(gè)節(jié)點(diǎn)滿足條件，就繼續(xù) priorities 過(guò)程：按照優(yōu)先級(jí)大小對(duì)節(jié)點(diǎn)排序。
優(yōu)先級(jí)由一系列鍵值對(duì)組成，鍵是該優(yōu)先級(jí)項(xiàng)的名稱，值是它的權(quán)重（該項(xiàng)的重要性）。有一系列的常見(jiàn)的優(yōu)先級(jí)選項(xiàng)包括
| 常見(jiàn)的優(yōu)先級(jí)選項(xiàng) | 說(shuō)明 |
|---|---|
| LeastRequestedPriority | 通過(guò)計(jì)算CPU和Memory的使用率來(lái)決定權(quán)重，使用率越低權(quán)重越高。也就是說(shuō)，這個(gè)優(yōu)先級(jí)指標(biāo)傾向于資源使用比例更低的節(jié)點(diǎn) |
| BalancedResourceAllocation | 節(jié)點(diǎn)上 CPU 和 Memory 使用率越接近，權(quán)重越高。這個(gè)一般和上面的一起使用，不單獨(dú)使用。比如 node01 的 CPU 和 Memory 使用率 20:60，node02 的 CPU 和 Memory 使用率 50:50，雖然 node01 的總使用率比 node02 低，但 node02 的 CPU 和 Memory 使用率更接近，從而調(diào)度時(shí)會(huì)優(yōu)選 node02 |
| ImageLocalityPriority | 傾向于已經(jīng)有要使用鏡像的節(jié)點(diǎn)，鏡像總大小值越大，權(quán)重越高 |
2.指定調(diào)度節(jié)點(diǎn)
pod.spec.nodeName 將 Pod 直接調(diào)度到指定的 Node 節(jié)點(diǎn)上，會(huì)跳過(guò) Scheduler 的調(diào)度策略，該匹配規(guī)則是強(qiáng)制匹配
vim myapp.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: myappname: myapp
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: myapptemplate:metadata:labels:app: myappspec:nodeName: node01containers:- name: myappimage: soscscs/myapp:v1ports:- containerPort: 80kubectl apply -f myapp.yamlkubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
myapp-699655c7fd-blx8b 1/1 Running 0 81s 10.244.0.3 node01 <none> <none>
myapp-699655c7fd-cztzv 1/1 Running 0 81s 10.244.0.4 node01 <none> <none>
myapp-699655c7fd-l2pz9 1/1 Running 0 81s 10.244.0.5 node01 <none> <none>//查看詳細(xì)事件（發(fā)現(xiàn)未經(jīng)過(guò) scheduler 調(diào)度分配）
kubectl describe pod myapp-699655c7fd-blx8b
......Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Normal Pulling 2m6s kubelet Pulling image "soscscs/myapp:v1"Normal Pulled 109s kubelet Successfully pulled image "soscscs/myapp:v1" in 17.32113529sNormal Created 108s kubelet Created container myappNormal Started 108s kubelet Started container myapp
pod.spec.nodeSelector：通過(guò) kubernetes 的 label-selector 機(jī)制選擇節(jié)點(diǎn)，由調(diào)度器調(diào)度策略匹配 label，然后調(diào)度 Pod 到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，該匹配規(guī)則屬于強(qiáng)制約束
//獲取標(biāo)簽幫助
kubectl label --help
Usage:kubectl label [--overwrite] (-f FILENAME | TYPE NAME) KEY_1=VAL_1 ... KEY_N=VAL_N [--resource-version=version] [options]//需要獲取 node 上的 NAME 名稱
kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
node01 Ready <none> 18m v1.20.15
node02 Ready <none> 17m v1.20.15//給對(duì)應(yīng)的 node 設(shè)置標(biāo)簽分別為 kb=a 和 kb=b
kubectl label nodes node01 kb=akubectl label nodes node02 kb=b//查看標(biāo)簽
kubectl get nodes --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
node01 Ready <none> 19m v1.20.15 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kb=a,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node01,kubernetes.io/os=linux
node02 Ready <none> 18m v1.20.15 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kb=b,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node02,kubernetes.io/os=linux//修改成 nodeSelector 調(diào)度方式
vim myapp1.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: myapp1
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: myapp1template:metadata:labels:app: myapp1spec:nodeSelector:kb: acontainers:- name: myapp1image: soscscs/myapp:v1ports:- containerPort: 80kubectl apply -f myapp1.yaml kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
myapp1-658b79fb78-cqtcf 1/1 Running 0 3s 10.244.0.6 node01 <none> <none>
myapp1-658b79fb78-g7gzr 1/1 Running 0 3s 10.244.0.8 node01 <none> <none>
myapp1-658b79fb78-jkdd5 1/1 Running 0 3s 10.244.0.7 node01 <none> <none>//查看詳細(xì)事件（通過(guò)事件可以發(fā)現(xiàn)要先經(jīng)過(guò) scheduler 調(diào)度分配）
kubectl describe pod myapp1-658b79fb78-cqtcf
Events:Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------Normal Scheduled 36s default-scheduler Successfully assigned default/myapp1-658b79fb78-cqtcf to node01Normal Pulled 36s kubelet Container image "soscscs/myapp:v1" already present on machineNormal Created 36s kubelet Created container myapp1Normal Started 36s kubelet Started container myapp1//修改一個(gè) label 的值，需要加上 --overwrite 參數(shù)
kubectl label nodes node02 kb=a --overwrite//刪除一個(gè) label，只需在命令行最后指定 label 的 key 名并與一個(gè)減號(hào)相連即可：
kubectl label nodes node02 kb-//指定標(biāo)簽查詢 node 節(jié)點(diǎn)
kubectl get node -l kb=a
3.親和性
https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/scheduling-eviction/assign-pod-node/
可以把自己理解成一個(gè)Pod，當(dāng)你報(bào)名來(lái)學(xué)云計(jì)算，如果你更傾向去zhangsan老師帶的班級(jí)，把不同老師帶的班級(jí)當(dāng)作一個(gè)node的話，這個(gè)就是節(jié)點(diǎn)親和性。如果你是必須要去zhangsan老師帶的班級(jí)，這就是硬策略；而你說(shuō)你想去并且最好能去zhangsan老師帶的班級(jí)，這就是軟策略
如果你有一個(gè)很好的朋友叫l(wèi)isi，你傾向和lisi同學(xué)在同一個(gè)班級(jí)，這個(gè)就是Pod親和性。如果你一定要去lisi同學(xué)在的班級(jí)，這就是硬策略；而你說(shuō)你想去并且最好能去lisi同學(xué)在的班級(jí)，這就是軟策略。軟策略是不去也可以，硬策略則是不去就不行
1）節(jié)點(diǎn)親和性
pod.spec.nodeAffinity
| pod.spec.nodeAffinity | 說(shuō)明 |
|---|---|
| preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution | 軟策略 |
| requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution | 硬策略 |
2）Pod 親和性
pod.spec.affinity.podAffinity/podAntiAffinity
| pod.spec.affinity.podAffinity/podAntiAffinity | 說(shuō)明 |
|---|---|
| preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution | 軟策略 |
| requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution | 硬策略 |
3）鍵值運(yùn)算關(guān)系
| 鍵值運(yùn)算關(guān)系 | 說(shuō)明 |
|---|---|
| In | label 的值在某個(gè)列表中 |
| NotIn | label 的值不在某個(gè)列表中 |
| Gt | label 的值大于某個(gè)值 |
| Lt | label 的值小于某個(gè)值 |
| Exists | 某個(gè) label 存在 |
| DoesNotExist | 某個(gè) label 不存在 |
kubectl get nodes --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
node01 Ready <none> 21m v1.20.15 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kb=a,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node01,kubernetes.io/os=linux
node02 Ready <none> 21m v1.20.15 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kb=b,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node02,kubernetes.io/os=linux//requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬策略
mkdir /opt/affinity
cd /opt/affinityvim pod1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: affinitylabels:app: node-affinity-pod
spec:containers:- name: with-node-affinityimage: soscscs/myapp:v1affinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostname #指定node的標(biāo)簽operator: NotIn #設(shè)置Pod安裝到kubernetes.io/hostname的標(biāo)簽值不在values列表中的node上values:- node02kubectl apply -f pod1.yamlkubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
affinity 1/1 Running 0 2m6s 10.244.0.16 node01 <none> <none>kubectl delete pod --all && kubectl apply -f pod1.yaml && kubectl get pods -o wide#如果硬策略不滿足條件，Pod 狀態(tài)一直會(huì)處于 Pending 狀態(tài)。//preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：軟策略
vim pod2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: affinitylabels:app: node-affinity-pod
spec:containers:- name: with-node-affinityimage: soscscs/myapp:v1affinity:nodeAffinity:preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- weight: 1 #如果有多個(gè)軟策略選項(xiàng)的話，權(quán)重越大，優(yōu)先級(jí)越高preference:matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: Invalues:- node02kubectl apply -f pod2.yamlkubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
affinity 1/1 Running 0 31s 10.244.1.4 node02 <none> <none>//把values:的值改成node01，則會(huì)優(yōu)先在node01上創(chuàng)建Pod
kubectl delete pod --all && kubectl apply -f pod2.yaml && kubectl get pods -o wide//如果把硬策略和軟策略合在一起使用，則要先滿足硬策略之后才會(huì)滿足軟策略
//示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: affinitylabels:app: node-affinity-pod
spec:containers:- name: with-node-affinityimage: soscscs/myapp:v1affinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #先滿足硬策略，排除有kubernetes.io/hostname=node02標(biāo)簽的節(jié)點(diǎn)nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: NotInvalues:- node02preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #再滿足軟策略，優(yōu)先選擇有kb=a標(biāo)簽的節(jié)點(diǎn)- weight: 1preference:matchExpressions:- key: kboperator: Invalues:- a//Pod親和性與反親和性
調(diào)度策略 匹配標(biāo)簽 操作符 拓?fù)溆蛑С? 調(diào)度目標(biāo)
nodeAffinity 主機(jī) In, NotIn, Exists,DoesNotExist, Gt, Lt 否 指定主機(jī)
podAffinity Pod In, NotIn, Exists,DoesNotExist 是 Pod與指定Pod同一拓?fù)溆?podAntiAffinity Pod In, NotIn, Exists,DoesNotExist 是 Pod與指定Pod不在同一拓?fù)溆騥ubectl label nodes node01 kb=a
kubectl label nodes node02 kb=a//創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)簽為 app=myapp01 的 Pod
vim pod4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapp01labels:app: myapp01
spec:containers:- name: with-node-affinityimage: soscscs/myapp:v1kubectl apply -f pod4.yamlkubectl get pods --show-labels -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES LABELS
myapp01 1/1 Running 0 3s 10.244.1.5 node02 <none> <none> app=myapp01//使用 Pod 親和性調(diào)度，創(chuàng)建多個(gè) Pod 資源
vim pod4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapp02labels:app: myapp02
spec:containers:- name: myapp02image: soscscs/myapp:v1affinity:podAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- myapp01topologyKey: kb#僅當(dāng)節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)已運(yùn)行且有鍵為“app”且值為“myapp01”的標(biāo)簽 的 Pod 處于同一拓?fù)溆驎r(shí)，才可以將該 Pod 調(diào)度到節(jié)點(diǎn)上。 （更確切的說(shuō)，如果節(jié)點(diǎn) N 具有帶有鍵 kb 和某個(gè)值 V 的標(biāo)簽，則 Pod 有資格在節(jié)點(diǎn) N 上運(yùn)行，以便集群中至少有一個(gè)具有鍵 kb 和值為 V 的節(jié)點(diǎn)正在運(yùn)行具有鍵“app”和值 “myapp01”的標(biāo)簽的 pod。）
#topologyKey 是節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的鍵。如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)使用此鍵標(biāo)記并且具有相同的標(biāo)簽值，則調(diào)度器會(huì)將這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)視為處于同一拓?fù)溆蛑小?調(diào)度器試圖在每個(gè)拓?fù)溆蛑蟹胖脭?shù)量均衡的 Pod。
#如果 kb 對(duì)應(yīng)的值不一樣就是不同的拓?fù)溆?。比?Pod1 在 kb=a 的 Node 上，Pod2 在 kb=b 的 Node 上，Pod3 在 kb=a 的 Node 上，則 Pod2 和 Pod1、Pod3 不在同一個(gè)拓?fù)溆?#xff0c;而Pod1 和 Pod3在同一個(gè)拓?fù)溆?。kubectl apply -f pod4.yamlkubectl get pods --show-labels -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES LABELS
myapp01 1/1 Running 0 45s 10.244.0.21 node01 <none> <none> app=myapp01
myapp02 1/1 Running 0 3s 10.244.0.23 node01 <none> <none> app=myapp02//使用 Pod 反親和性調(diào)度
示例1：
vim pod5.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapp10labels:app: myapp10
spec:containers:- name: myapp10image: soscscs/myapp:v1affinity:podAntiAffinity:preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- weight: 100podAffinityTerm:labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- myapp01topologyKey: kubernetes.io/hostname#如果節(jié)點(diǎn)處于 Pod 所在的同一拓?fù)溆蚯揖哂墟I“app”和值“myapp01”的標(biāo)簽， 則該 pod 不應(yīng)將其調(diào)度到該節(jié)點(diǎn)上。 （如果 topologyKey 為 kubernetes.io/hostname，則意味著當(dāng)節(jié)點(diǎn)和具有鍵 “app”和值“myapp01”的 Pod 處于相同的拓?fù)溆?#xff0c;Pod 不能被調(diào)度到該節(jié)點(diǎn)上。）kubectl apply -f pod5.yamlkubectl get pods --show-labels -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES LABELS
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES LABELS
myapp01 1/1 Running 0 98s 10.244.0.21 node01 <none> <none> app=myapp01
myapp02 1/1 Running 0 56s 10.244.0.23 node01 <none> <none> app=myapp02
myapp10 1/1 Running 0 3s 10.244.1.6 node02 <none> <none> app=myapp10示例2：
vim pod6.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapp20labels:app: myapp20
spec:containers:- name: myapp20image: soscscs/myapp:v1affinity:podAntiAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- myapp01topologyKey: kb//由于指定 Pod 所在的 node01 節(jié)點(diǎn)上具有帶有鍵 kb 和標(biāo)簽值 a 的標(biāo)簽，node02 也有這個(gè)kb=a的標(biāo)簽，所以 node01 和 node02 是在一個(gè)拓?fù)溆蛑?#xff0c;反親和要求新 Pod 與指定 Pod 不在同一拓?fù)溆?#xff0c;所以新 Pod 沒(méi)有可用的 node 節(jié)點(diǎn)，即為 Pending 狀態(tài)。
kubectl get pod --show-labels -owide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES LABELS
myapp01 1/1 Running 0 5m57s 10.244.0.21 node01 <none> <none> app=myapp01
myapp02 1/1 Running 0 5m15s 10.244.0.23 node01 <none> <none> app=myapp02
myapp10 1/1 Running 0 4m22s 10.244.1.6 node02 <none> <none> app=myapp10
myapp20 0/1 Pending 0 4s <none> <none> <none> <none> app=myapp20kubectl label nodes node02 kb=b --overwritekubectl get pod --show-labels -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES LABELS
myapp01 1/1 Running 0 6m24s 10.244.0.21 node01 <none> <none> app=myapp01
myapp02 1/1 Running 0 5m42s 10.244.0.23 node01 <none> <none> app=myapp02
myapp10 1/1 Running 0 4m49s 10.244.1.6 node02 <none> <none> app=myapp10
myapp20 1/1 Running 0 31s 10.244.1.8 node02 <none> <none> app=myapp20
4.污點(diǎn)(Taint) 和 容忍(Tolerations)
1）污點(diǎn)(Taint)
節(jié)點(diǎn)親和性，是Pod的一種屬性（偏好或硬性要求），它使Pod被吸引到一類特定的節(jié)點(diǎn)。Taint 則相反，它使節(jié)點(diǎn)能夠排斥一類特定的 Pod
Taint 和 Toleration 相互配合，可以用來(lái)避免 Pod 被分配到不合適的節(jié)點(diǎn)上。每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都可以應(yīng)用一個(gè)或多個(gè) taint ，這表示對(duì)于那些不能容忍這些 taint 的 Pod，是不會(huì)被該節(jié)點(diǎn)接受的。如果將 toleration 應(yīng)用于 Pod 上，則表示這些 Pod 可以（但不一定）被調(diào)度到具有匹配 taint 的節(jié)點(diǎn)上
使用 kubectl taint 命令可以給某個(gè) Node 節(jié)點(diǎn)設(shè)置污點(diǎn)，Node 被設(shè)置上污點(diǎn)之后就和 Pod 之間存在了一種相斥的關(guān)系，可以讓 Node 拒絕 Pod 的調(diào)度執(zhí)行，甚至將 Node 已經(jīng)存在的 Pod 驅(qū)逐出去
污點(diǎn)的組成格式如下：
key=value:effect
每個(gè)污點(diǎn)有一個(gè) key 和 value 作為污點(diǎn)的標(biāo)簽，其中 value 可以為空，effect 描述污點(diǎn)的作用
當(dāng)前 taint effect 支持如下三個(gè)選項(xiàng)
| taint effect 支持選項(xiàng) | 說(shuō)明 |
|---|---|
| NoSchedule | 表示 k8s 將不會(huì)將 Pod 調(diào)度到具有該污點(diǎn)的 Node 上 |
| PreferNoSchedule | 表示 k8s 將盡量避免將 Pod 調(diào)度到具有該污點(diǎn)的 Node 上 |
| NoExecute | 表示 k8s 將不會(huì)將 Pod 調(diào)度到具有該污點(diǎn)的 Node 上，同時(shí)會(huì)將 Node 上已經(jīng)存在的 Pod 驅(qū)逐出去 |
kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
master Ready master 11d v1.20.11
node01 Ready <none> 11d v1.20.11
node02 Ready <none> 11d v1.20.11//master 就是因?yàn)橛?NoSchedule 污點(diǎn)，k8s 才不會(huì)將 Pod 調(diào)度到 master 節(jié)點(diǎn)上
kubectl describe node master
......
Taints: node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule#設(shè)置污點(diǎn)
kubectl taint node node01 key1=value1:NoSchedule#節(jié)點(diǎn)說(shuō)明中，查找 Taints 字段
kubectl describe node node01 | grep -i taint#去除污點(diǎn)
kubectl taint node node01 key1:NoSchedule-kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
myapp01 1/1 Running 0 8m35s 10.244.0.21 node01 <none> <none>
myapp02 1/1 Running 0 7m53s 10.244.0.23 node01 <none> <none>
myapp10 1/1 Running 0 7m 10.244.1.6 node02 <none> <none>
myapp20 1/1 Running 0 2m42s 10.244.1.8 node02 <none> <none>kubectl taint node node02 check=mycheck:NoExecute//查看 Pod 狀態(tài)，會(huì)發(fā)現(xiàn) node02 上的 Pod 已經(jīng)被全部驅(qū)逐（注：如果是 Deployment 或者 StatefulSet 資源類型，為了維持副本數(shù)量則會(huì)在別的 Node 上再創(chuàng)建新的 Pod）
kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
myapp01 1/1 Running 0 9m10s 10.244.0.21 node01 <none> <none>
myapp02 1/1 Running 0 8m28s 10.244.0.23 node01 <none> <none>
2）容忍(Tolerations)
設(shè)置了污點(diǎn)的 Node 將根據(jù) taint 的 effect:NoSchedule、PreferNoSchedule、NoExecute 和 Pod 之間產(chǎn)生互斥的關(guān)系，Pod 將在一定程度上不會(huì)被調(diào)度到 Node 上。但我們可以在 Pod 上設(shè)置容忍(Tolerations)，意思是設(shè)置了容忍的 Pod 將可以容忍污點(diǎn)的存在，可以被調(diào)度到存在污點(diǎn)的 Node 上
kubectl taint node node01 check=mycheck:NoExecutevim pod3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapp01labels:app: myapp01
spec:containers:- name: with-node-affinityimage: soscscs/myapp:v1kubectl apply -f pod3.yaml//在兩個(gè) Node 上都設(shè)置了污點(diǎn)后，此時(shí) Pod 將無(wú)法創(chuàng)建成功
kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
myapp01 0/1 Pending 0 17s <none> <none> <none> <none>vim pod3.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapp01labels:app: myapp01
spec:containers:- name: with-node-affinityimage: soscscs/myapp:v1tolerations:- key: "check"operator: "Equal"value: "mycheck"effect: "NoExecute"tolerationSeconds: 3600#其中的 key、vaule、effect 都要與 Node 上設(shè)置的 taint 保持一致
#operator 的值為 Exists 將會(huì)忽略 value 值，即存在即可
#tolerationSeconds 用于描述當(dāng) Pod 需要被驅(qū)逐時(shí)可以在 Node 上繼續(xù)保留運(yùn)行的時(shí)間kubectl apply -f pod3.yaml//在設(shè)置了容忍之后，Pod 創(chuàng)建成功
kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
myapp01 1/1 Running 0 10m 10.244.1.5 node01 <none> <none>//其它注意事項(xiàng)
（1）當(dāng)不指定 key 值時(shí)，表示容忍所有的污點(diǎn) keytolerations:- operator: "Exists"（2）當(dāng)不指定 effect 值時(shí)，表示容忍所有的污點(diǎn)作用tolerations:- key: "key"operator: "Exists"（3）有多個(gè) Master 存在時(shí)，防止資源浪費(fèi)，可以如下設(shè)置
kubectl taint node Master-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule//如果某個(gè) Node 更新升級(jí)系統(tǒng)組件，為了防止業(yè)務(wù)長(zhǎng)時(shí)間中斷，可以先在該 Node 設(shè)置 NoExecute 污點(diǎn)，把該 Node 上的 Pod 都驅(qū)逐出去
kubectl taint node node01 check=mycheck:NoExecute//此時(shí)如果別的 Node 資源不夠用，可臨時(shí)給 Master 設(shè)置 PreferNoSchedule 污點(diǎn)，讓 Pod 可在 Master 上臨時(shí)創(chuàng)建
kubectl taint node master node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule//待所有 Node 的更新操作都完成后，再去除污點(diǎn)
kubectl taint node node01 check=mycheck:NoExecute-//cordon 和 drain
##對(duì)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行維護(hù)操作：
kubectl get nodes//將 Node 標(biāo)記為不可調(diào)度的狀態(tài)，這樣就不會(huì)讓新創(chuàng)建的 Pod 在此 Node 上運(yùn)行
kubectl cordon <NODE_NAME> #該node將會(huì)變?yōu)镾chedulingDisabled狀態(tài)//kubectl drain 可以讓 Node 節(jié)點(diǎn)開(kāi)始釋放所有 pod，并且不接收新的 pod 進(jìn)程。drain 本意排水，意思是將出問(wèn)題的 Node 下的 Pod 轉(zhuǎn)移到其它 Node 下運(yùn)行
kubectl drain <NODE_NAME> --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data --force--ignore-daemonsets：無(wú)視 DaemonSet 管理下的 Pod。
--delete-emptydir-data：如果有 mount local volume 的 pod，會(huì)強(qiáng)制殺掉該 pod。
--force：強(qiáng)制釋放不是控制器管理的 Pod。注：執(zhí)行 drain 命令，會(huì)自動(dòng)做了兩件事情:
（1）設(shè)定此 node 為不可調(diào)度狀態(tài)（cordon)
（2）evict（驅(qū)逐）了 Pod//kubectl uncordon 將 Node 標(biāo)記為可調(diào)度的狀態(tài)
kubectl uncordon <NODE_NAME>
3）Pod啟動(dòng)階段（相位 phase）
Pod 創(chuàng)建完之后，一直到持久運(yùn)行起來(lái)，中間有很多步驟，也就有很多出錯(cuò)的可能，因此會(huì)有很多不同的狀態(tài)。
一般來(lái)說(shuō)，pod 這個(gè)過(guò)程包含以下幾個(gè)步驟：
（1）調(diào)度到某臺(tái) node 上。kubernetes 根據(jù)一定的優(yōu)先級(jí)算法選擇一臺(tái) node 節(jié)點(diǎn)將其作為 Pod 運(yùn)行的 node
（2）拉取鏡像
（3）掛載存儲(chǔ)配置等
（4）容器運(yùn)行起來(lái)。如果有健康檢查，會(huì)根據(jù)檢查的結(jié)果來(lái)設(shè)置其狀態(tài)
phase 的可能狀態(tài)有
| phase 的可能狀態(tài) | 說(shuō)明 |
|---|---|
| Pending | 表示APIServer創(chuàng)建了Pod資源對(duì)象并已經(jīng)存入了etcd中，但是它并未被調(diào)度完成（比如還沒(méi)有調(diào)度到某臺(tái)node上），或者仍然處于從倉(cāng)庫(kù)下載鏡像的過(guò)程中 |
| Running | Pod已經(jīng)被調(diào)度到某節(jié)點(diǎn)之上，并且Pod中所有容器都已經(jīng)被kubelet創(chuàng)建。至少有一個(gè)容器正在運(yùn)行，或者正處于啟動(dòng)或者重啟狀態(tài)（也就是說(shuō)Running狀態(tài)下的Pod不一定能被正常訪問(wèn)） |
| Succeeded | 有些pod不是長(zhǎng)久運(yùn)行的，比如job、cronjob，一段時(shí)間后Pod中的所有容器都被成功終止，并且不會(huì)再重啟。需要反饋任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果 |
| Failed | Pod中的所有容器都已終止了，并且至少有一個(gè)容器是因?yàn)槭〗K止。也就是說(shuō)，容器以非0狀態(tài)退出或者被系統(tǒng)終止，比如 command 寫的有問(wèn)題 |
| Unknown | 表示無(wú)法讀取 Pod 狀態(tài)，通常是 kube-controller-manager 無(wú)法與 Pod 通信。Pod 所在的 Node 出了問(wèn)題或失聯(lián)，從而導(dǎo)致 Pod 的狀態(tài)為 Unknow |
如何刪除 Unknown 狀態(tài)的 Pod
| 如何刪除 Unknown 狀態(tài)的 Pod |
|---|
| 從集群中刪除有問(wèn)題的 Node。使用公有云時(shí)，kube-controller-manager 會(huì)在 VM 刪除后自動(dòng)刪除對(duì)應(yīng)的 Node。 而在物理機(jī)部署的集群中，需要管理員手動(dòng)刪除 Node（kubectl delete node <node_name>） |
| 被動(dòng)等待 Node 恢復(fù)正常，Kubelet 會(huì)重新跟 kube-apiserver 通信確認(rèn)這些 Pod 的期待狀態(tài)，進(jìn)而再?zèng)Q定刪除或者繼續(xù)運(yùn)行這些 Pod |
| 主動(dòng)刪除 Pod，通過(guò)執(zhí)行 kubectl delete pod <pod_name> --grace-period=0 --force 強(qiáng)制刪除 Pod。但是這里需要注意的是，除非明確知道 Pod 的確處于停止?fàn)顟B(tài)（比如 Node 所在 VM 或物理機(jī)已經(jīng)關(guān)機(jī)），否則不建議使用該方法。特別是 StatefulSet 管理的 Pod，強(qiáng)制刪除容易導(dǎo)致腦裂或者數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題 |
##故障排除步驟：
//查看Pod事件
kubectl describe TYPE NAME_PREFIX //查看Pod日志（Failed狀態(tài)下）
kubectl logs <POD_NAME> [-c Container_NAME]//進(jìn)入Pod（狀態(tài)為running，但是服務(wù)沒(méi)有提供）
kubectl exec –it <POD_NAME> bash//查看集群信息
kubectl get nodes//發(fā)現(xiàn)集群狀態(tài)正常
kubectl cluster-info//查看kubelet日志發(fā)現(xiàn)
journalctl -xefu kubelet
群中刪除有問(wèn)題的 Node。使用公有云時(shí)，kube-controller-manager 會(huì)在 VM 刪除后自動(dòng)刪除對(duì)應(yīng)的 Node。 而在物理機(jī)部署的集群中，需要管理員手動(dòng)刪除 Node（kubectl delete node <node_name>） |
| 被動(dòng)等待 Node 恢復(fù)正常，Kubelet 會(huì)重新跟 kube-apiserver 通信確認(rèn)這些 Pod 的期待狀態(tài)，進(jìn)而再?zèng)Q定刪除或者繼續(xù)運(yùn)行這些 Pod |
| 主動(dòng)刪除 Pod，通過(guò)執(zhí)行 kubectl delete pod <pod_name> --grace-period=0 --force 強(qiáng)制刪除 Pod。但是這里需要注意的是，除非明確知道 Pod 的確處于停止?fàn)顟B(tài)（比如 Node 所在 VM 或物理機(jī)已經(jīng)關(guān)機(jī)），否則不建議使用該方法。特別是 StatefulSet 管理的 Pod，強(qiáng)制刪除容易導(dǎo)致腦裂或者數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題 |
##故障排除步驟：
//查看Pod事件
kubectl describe TYPE NAME_PREFIX //查看Pod日志（Failed狀態(tài)下）
kubectl logs <POD_NAME> [-c Container_NAME]//進(jìn)入Pod（狀態(tài)為running，但是服務(wù)沒(méi)有提供）
kubectl exec –it <POD_NAME> bash//查看集群信息
kubectl get nodes//發(fā)現(xiàn)集群狀態(tài)正常
kubectl cluster-info//查看kubelet日志發(fā)現(xiàn)
journalctl -xefu kubelet