k8s--kubernetes调度
文章目录
- 一、k8s调度简介
- 二、影响kubernetes调度的因素
- 1.nodeName
- 2.nodeSelector
- 3.亲和与反亲和
- (1)node亲和:nodeaffinity
- (2)pod 亲和:podaffinity
- (3)pod 反亲和：podantiaffinity
- 4.Taints：污点
- 5.cordon、drain、delete
一、k8s调度简介
调度框架：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/scheduling-eviction/scheduling-framework/
调度策略：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/reference/scheduling/policies/
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(使用更多)、数据局域性、负载间的干扰等等。
二、影响kubernetes调度的因素
1.nodeName
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：（都会报错）
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@k8s2 node]# vim nodename.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginxlabels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginxnodeName: k8s3 #指定server3;如果找不到指定的节点pod会出现pending
[root@k8s2 node]# kubectl apply -f nodename.yaml
回收
[root@k8s2 node]# kubectl delete -f nodename.yaml
2.nodeSelector
nodeSelector 是节点选择约束的最简单推荐形式。(标签优先调度到哪里下次还在哪里)。如果俩个同时有标签，但是一个的资源不够，才会调度到另一个主机上。
给选择的节点添加标签：
kubectl label nodes server2 disktype=ssd
[root@k8s2 node]# vim nodeselector.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginx
spec:containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentnodeSelector:disktype: ssd[root@k8s2 node]# kubectl label nodes k8s4 disktype=ssd ##加标签
[root@k8s2 node]# kubectl label nodes k8s3 disktype=ssd ##加标签[root@k8s2 node]# kubectl apply -f nodeselector.yaml回收
[root@k8s2 node]# kubectl delete -f nodeselector.yaml
3.亲和与反亲和
官网:https://v1-25.docs.kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/scheduling-eviction/assign-pod-node/
node和pod亲和如果同时存在且发生冲突，会报错！
(1)node亲和:nodeaffinity
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(仅作用于调度期间)
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 必须满足
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。
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
[root@k8s2 node]# vim nodeaffinity.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: node-affinity
spec:containers:- name: nginximage: nginxaffinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: disktypeoperator: Invalues:- ssd- fcpreferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- weight: 1preference:matchExpressions:- key: kubernetes.io/hostnameoperator: NotInvalues:- k8s3
[root@k8s2 node]# kubectl apply -f nodeaffinity.yaml
[root@k8s2 node]# kubectl describe pod node-affinity
回收
[root@k8s2 node]# kubectl delete -f nodeaffinity.yaml
(2)pod 亲和:podaffinity
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。
[root@k8s2 node]# vim podaffinity.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginxaffinity:podAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginxtopologyKey: "kubernetes.io/hostname"
[root@k8s2 node]# kubectl apply -f podaffinity.yaml
回收
[root@k8s2 node]# kubectl delete -f podaffinity.yaml
(3)pod 反亲和：podantiaffinity
[root@k8s2 node]# vim podantiaffinity.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginxaffinity:podAntiAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginxtopologyKey: "kubernetes.io/hostname"
[root@k8s2 node]# kubectl apply -f podantiaffinity.yaml
回收
[root@k8s2 node]# kubectl delete -f podantiaffinity.yaml
4.Taints：污点
NodeAffinity节点亲和性，是Pod上定义的一种属性，使Pod能够按我们的要求调度到某个Node上，而Taints则恰恰相反，它可以让Node拒绝运行Pod，甚至驱逐Pod。
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。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。
[root@k8s2 node]# vim taint.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: webname: web
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:containers:- image: nginxname: nginx
[root@k8s2 node]# kubectl apply -f taint.yaml
设置taint
[root@k8s2 pod]# kubectl taint node k8s3 k1=v1:NoSchedule
[root@k8s2 pod]# kubectl describe nodes k8s3 |grep Tain
Taints: k1=v1:NoSchedule
[root@k8s2 pod]# kubectl scale deployment web --replicas 6
[root@k8s2 pod]# kubectl taint node k8s3 k1=v1:NoExecute
node/k8s3 tainted
[root@k8s2 pod]# kubectl describe nodes k8s3 |grep Tain
Taints: k1=v1:NoExecute
回收
[root@k8s2 node]# kubectl delete -f taint.yaml
设置 tolerations
[root@k8s2 node]# vim taint.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: webname: web
spec:replicas: 6selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:tolerations: ##- operator: Exists ##effect: NoSchedule ##containers:- image: nginxname: nginx
[root@k8s2 node]# kubectl apply -f taint.yaml
回收
[root@k8s2 node]# kubectl delete -f taint.yaml
容忍所有taints
[root@k8s2 node]# vim taint.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: webname: web
spec:replicas: 6selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:tolerations: ##- operator: Exists ##containers:- image: nginxname: nginx
[root@k8s2 node]# kubectl apply -f taint.yaml
回收
[root@k8s2 node]# kubectl delete -f taint.yaml
删除taints:
[root@k8s2 node]# kubectl taint node k8s3 k1-
5.cordon、drain、delete
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 29m v1.17.2
server2 Ready 12d v1.17.2
server3 Ready,SchedulingDisabled 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 ##驱逐节点
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 ##解除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 //基于node的自注册功能,恢复使用
[root@k8s2 node]# kubectl create deployment demo --image nginx --replicas 3
[root@k8s2 node]# kubectl cordon k8s3
[root@k8s2 node]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
k8s2 Ready control-plane 22d v1.24.0
k8s3 Ready,SchedulingDisabled 22d v1.24.0
k8s4 Ready 22d v1.24.0
[root@k8s2 node]# kubectl scale deployment demo --replicas 6
[root@k8s2 node]# kubectl drain k8s3 --ignore-daemonsets
[root@k8s2 node]# kubectl delete nodes k8s3
[root@k8s2 node]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
k8s2 Ready control-plane 22d v1.25.0
k8s4 Ready 22d v1.25.0k8s3节点重启kubelet服务重新加入集群
[root@k8s3 ~]# systemctl restart kubelet
[root@k8s2 node]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
k8s2 Ready control-plane 22d v1.25.0
k8s3 Ready 17s v1.25.0
k8s4 Ready 22d v1.25.0
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