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 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：
• 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

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

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

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"           

（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"

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

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

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

 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

 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

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

systemctl restart kubelet
kubectl get node