kubernetes-调度

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)nodeaffinity

(2)podaffinity(亲和)

(3)podantiaffinity(反亲和)

4、Taints

5、cordon、drain、delete


一、k8s调度简介

  • 默认策略可以参考:https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/scheduling/kube-scheduler/
  • 调度框架:https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/configuration/scheduling-framework/
  • 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。

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 nodeNamePodSpec 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
vim nodename.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx

spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  nodeName: k8s3		#找不到节点pod会出现pending,优先级最高

kubernetes-调度_第1张图片

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。

vim nodeselector.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:
    disktype: ssd

kubectl label  nodes k8s2 disktype=ssd
kubectl label  nodes k8s3 disktype=ssd

kubernetes-调度_第2张图片

kubernetes-调度_第3张图片 

3、亲和与反亲和

节点的:

  • 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
  • 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/configuration/assign-pod-node/
(1)nodeaffinity
 vim nodeaffinity.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: node-affinity
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:        ## 必须满足
           nodeSelectorTerms:                                ##节点选择
           - matchExpressions:                               ##匹配kv
             - key: disktype
               operator: In
               values:                                      ##ssd或fc
                 - ssd
                 - fc

      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:        ##倾向满足
      - weight: 1                                         ##权重(可以定向多种倾向满足类型)
        preference:
          matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/hostname                      ##key
            operator: NotIn                                 ##不在列表内
            values:  
            - k8s3                                                 ##key的值

kubernetes-调度_第4张图片 kubernetes-调度_第5张图片

pod: 

  • 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。
(2)podaffinity(亲和
vim podaffinity.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment                         ##创建控制器
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
      affinity:                                         
        podAffinity:                                     ##pod亲和
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   ##必须满足
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app                               ##app=nginx的pod
                operator: In
                values:
                - nginx
            topologyKey: "kubernetes.io/hostname"           

 kubernetes-调度_第6张图片

(3)podantiaffinity(反亲和
[root@k8s2 node]# vim podantiaffinity.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
      affinity:
        podAntiAffinity:                     ##比较亲和,加了Anti
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - nginx
            topologyKey: "kubernetes.io/hostname"

kubernetes-调度_第7张图片

pod反亲和倾向满足

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: node-affinity
spec:
 replicas: 3
 selector:
  matchLabels:
   app: nginx
 template:
  metadata:
   labels:
    app: nginx
  spec:
   tolerations:
   - effect: NoSchedule
     operator: Exists
   - effect: NoExecute
     operator: Exists
   containers:
   - name: nginx
     image: nginx
   affinity:
     podAntiAffinity:
       preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
       - weight: 100
         podAffinityTerm:
           labelSelector:
             matchExpressions:
             - key: app
               operator: In
               values:
               - nginx
           topologyKey: kubernetes.io/hostname

     nodeAffinity:
       requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: disktype
                operator: In
                values:
                  - ssd
                  - sata

kubernetes-调度_第8张图片

4、Taints

  • 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。

 

vim taint.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: web
  name: web
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx

kubernetes-调度_第9张图片

设置taint
kubectl taint node k8s2 k1=v1:NoSchedule
kubectl describe nodes  k8s2 |grep Tain
kubectl scale deployment web --replicas 6
kubectl taint node k8s2 k1=v1:NoExecute
kubectl describe nodes  k8s2 |grep Tain

kubernetes-调度_第10张图片

 设置 tolerations

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
vim taint.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: web
  name: web
spec:
  replicas: 6
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      tolerations:
      - operator: Exists    ##
        effect: NoSchedule   ##
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx

kubernetes-调度_第11张图片

 容忍所有taints

vim taint.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: web
  name: web
spec:
  replicas: 6
  selector:
    matchLabels:
      app: web
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web
    spec:
      tolerations:
      - operator: Exists
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx

kubernetes-调度_第12张图片

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。
  • 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
  •  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 create deployment demo --image nginx --replicas 3
kubectl cordon k8s2
kubectl get node
kubectl scale deployment demo --replicas 6


kubectl drain k8s2 --ignore-daemonsets



kubectl delete nodes k8s2
kubectl get node

kubernetes-调度_第13张图片

kubernetes-调度_第14张图片

k8s2节点重启kubelet服务重新加入集群

systemctl restart kubelet
kubectl get node

 kubernetes-调度_第15张图片

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