kubernetes亲和，反亲和、污点、容忍

目录

一、K8S调度

二、亲和与反亲和

1.pod和node

2.硬亲和和软亲和

三、容忍与污点

1.污点（taint）

(1)污点的组成     

(2)污点的设置和去除

2.容忍（tolerations） 

(1)Toleration 基本用法

(2)toleation

3.多污点与多容忍配置

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一、K8S调度

       调度器通过kubernetes的list-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、亲和与反亲和

1.pod和node

        一般情况下，我们部署的pod是通过的自动调度策略来选择节点的，默认情况下调度器考虑的是资源足够，并且负载尽量平衡，但是有的时候需要能够更加细粒度的去控制Pod的调度，比如我们内部的一些服务gitlab 之类的也是跑在kubernetes集群上的，我们就不希望对外的的一些服务和内部的服务跑在同一节点上了，担心内部服务对外部服务产生影响；但是有的时候我们的服务之间交流比较频繁，有希望能够将这两个服务的pod调度到同一节点上，这就需要用到kubernetes李面的一个概念：亲和性和反亲和性。

       亲和性有分为节点亲和性（nodeAffinity和nodeAntiAffinity）和pod亲和性（podAffinity和podAntiAffinity）

亲和性，in代表要调度到有这个标签的位置
反亲和性，in代表不要调度到有这个标签的位置

2.硬亲和和软亲和

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 软亲和

软策略：意思就是尽量不要讲pod调度到匹配到的节点，但是如果没有不匹配的节点的话，也可以调度到匹配到的节点。
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 硬亲和

硬策略：意思就是必须调度到满足条件的节点上，否则就会pending。
不管是使用那种方式，最终还是要依赖label标签

kubectl get pods -n company ai-action-statistic-gray-86465f9c4b-hdfk4 -oyaml | grep nodeSelector -B 5 -A 5
  uid: ed47f094-f70a-45ed-b7dd-d46f2d01986f
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   硬策略
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: node-role.kubernetes.io/gray
            operator: In
            values:
            - gray
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:  软策略
          - weight: 1
            preference:
              matchExpressions:
              - key: pc-app
                operator: NotIn
                values:
                - luna

三、容忍与污点

       K8S 每个节点上都可以应用一个或者多个taint，这表示对于那些不能容忍这些taint 的pod，是不会被该节点接受的，如果将taleration应用于pod上，则表示这些pod可以（但不要求）被调到具有相应taint的节点上。

1.污点（taint）

       如果一个节点被标记为有污点，那么意味着不允许pod调度到该节点，除非pod也被标记为可以容忍污点节点。
      在使用kubeadm部署的K8S集群的时候应该会发现，通常情况下，应用是不会调度到master接受的，因为kubeadm部署的K8S集群默认给master节点加了taint（污点）

(1)污点的组成
     

       使用kubectl、taint命令可以给某个node节点设置污点。node被设置上污点之后就和pod之间存在了一种相斥的关系，可以让node拒绝pod的调度执行，甚至将node已经存在的pod驱逐出去。

每个污点的组成如下：

key=value:effect
每个污点有一个key和value作为污点的标签，其中value可以为空，effect描述污点的作用。

污点有三种策略

PreferNoSchedule:NoSchedule的软策略版本，表示尽量不调度到污点节点上去。
NoExecute:该选项意味着一旦Taint生效，如该节点内正在运行的Pod没有对应容忍（Tolerate）设置，则会直接被逐出。
NoSchedule：表示k8s将不会将Pod调度到具有该污点的Node上
 

(2)污点的设置和去除

使用kubectl设置和去除污点的命令

1)设置污点

kubectl taint nodes node1 key1=value1:NoSchedule

2)去除污点

kubectl taint nodes node1 key1:NoSchedule-

        接下来看一个具体的例子，使用kubeadm部署和初始化的Kubernetes集群，master节点被设置了一个node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule的污点，可以使用kubectl describe node 命令查看。这个污点表示默认情况下master节点将不会调度运行Pod，即不运行工作负载。对于使用二进制手动部署的集群设置和移除这个污点的命令

kubectl taint nodes <node-name> node-role.kubernetes.io/master=:NoSchedule
kubectl taint nodes <node-name> node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule-

2.容忍（tolerations） 

       设置了污点的node将根据taint的effect，NoSchedule、PreferNoSchedule、NoExecute和Pod之间产生互斥的关系，Pod将在一定程度上不会被调度到Node上。 但我们可以在Pod上设置容忍(Toleration)，意思是设置了容忍的Pod将可以容忍污点的存在，可以被调度到存在污点的Node上。

(1)Toleration 基本用法

pod 的 Toleration 声明中的 key 和 effect 需要与 Taint 的设置保持一致，并且满足以下条件之一：

operator 的值为 Exists，这时无需指定 value
operator 的值为 Equal 并且 value 相等
如果不指定 operator，则默认值为 Equal。
另外还有如下两个特例：

空的 key 配合 Exists 操作符能够匹配所有的键和值
空的 effect 匹配所有的 effect
上面的例子中 effect 的取值为 NoSchedule，下面对 effect 的值作下简单说明：

NoSchedule：如果一个 pod 没有声明容忍这个 Taint，则系统不会把该 Pod 调度到有这个 Taint 的 node 上
PreferNoSchedule：NoSchedule 的软限制版本，如果一个 Pod 没有声明容忍这个Taint，则系统会尽量避免把这个 pod 调度到这一节点上去，但不是强制的。
NoExecute：定义 pod 的驱逐行为，以应对节点故障。
NoExecute 这个 Taint 效果对节点上正在运行的 pod 有以下影响：

没有设置 Toleration 的 Pod 会被立刻驱逐
配置了对应 Toleration 的 pod，如果没有为 tolerationSeconds 赋值，则会一直留在这一节点中
配置了对应 Toleration 的 pod 且指定了 tolerationSeconds 值，则会在指定时间后驱逐
 

(2)toleation

tolerations:
 - key: "key1"
operator: "Equal"
value: "value1"
effect: "NoSchedule"
tolerationSeconds: 3600
 - key: "key1"
operator: "Equal"
value: "value1"
effect: "NoExecute"
 - key: "key2"
operator: "Exists"
effect: "NoSchedule"
其中key, vaule, effect要与Node上设置的taint保持一致
operator的值为Exists将会忽略value值
tolerationSeconds用于描述当Pod需要被驱逐时可以在Pod上继续保留运行的时间

在Pod上设置容忍：

当不指定key值时，表示容忍所有的污点key：

tolerations:
- operator: "Exists"

当不指定effect值时，表示容忍所有的污点作用：

tolerations:
- key: "key"
operator: "Exists"

注意，在节点故障情况下，为了保持现存的 pod 驱逐的限速设置，系统将会以限速的模式逐步给 node 设置 Taint，这就能防止在一些特定情况下（比如 master 暂时失联）造成的大量 pod 被驱逐的后果。这一功能兼容于 tolerationSeconds，允许 pod 定义节点故障时持续多久才被逐出。

3.多污点与多容忍配置

       系统允许在同一个 node 上设置多个 taint，也可以在 pod 上设置多个 Toleration。Kubernetes 调度器处理多个 Taint 和 Toleration 能够匹配的部分，剩下的没有忽略掉的 Taint 就是对 Pod 的效果了。下面是几种特殊情况：

如果剩余的 Taint 中存在 effect=NoSchedule，则调度器不会把该 pod 调度到这一节点上。
如果剩余的 Taint 中没有 NoSchedule 的效果，但是有 PreferNoSchedule 效果，则调度器会尝试不会 pod指派给这个节点
如果剩余 Taint 的效果有 NoExecute 的，并且这个 pod已经在该节点运行，则会被驱逐；如果没有在该节点运行，也不会再被调度到该节点上。

kubectltaint nodes node1 key1=value1:NoSchedule  
kubectl taint nodes node1 key1=value1:NoExecute  
kubectl taint nodes node1 key2=value2:NoSchedule