CKA自学笔记20:Scheduling ¶

演示场景：

为 Pod 配置 nodeSelector。
为 Node 配置 nodeName。
使用 podAffinity 来分组 Pod。
污点Taints和容忍Tolerations
设置污点Taint
设置容忍Toleration
移除污点Taint

nodeSelector ¶

Let's assume the scenario below.

We have a group of high performance servers.
Some applications require high performance computing.
These applicaiton need to be scheduled and running on those high performance servers.

We can leverage Kubernetes attributes node label and nodeSelector to group resources as a whole for scheduling to meet above requirement.

假设以下场景：

我们有一组高性能服务器。
一些应用需要高性能计算。
这些应用需要被调度并在高性能服务器上运行。

我们可以利用 Kubernetes 的 label 和 nodeSelector 属性来将资源作为一个整体进行分组，以满足上面的需求。

1.给节点设标签

给节点 cka002 设定标签值 Configuration=hight。

kubectl label node cka002 configuration=hight

执行下面的命令进行验证，我们会看看到节点cka002上有了标签信息configuration=hight。

kubectl get node --show-labels

2.给pod配置nodeSelector

创建一个 Pod 并使用 nodeSelector 将该 Pod 调度到指定的节点上。

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 name: mysql-nodeselector
spec:
 selector:
   matchLabels:
     app: mysql
 template:
   metadata:
     labels:
       app: mysql
   spec:
     containers:
     - image: mysql:8.0
       name: mysql
       env:
       - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
         value: password
       ports:
       - containerPort: 3306
         name: mysql
     nodeSelector:
       configuration: hight
EOF

检查pod mysql-nodeselector 运行状态。

kubectl get pod -l app=mysql -o wide |  grep mysql-nodeselector

下面的执行结果说明pod mysql-nodeselector 正运行在节点 cka002 上。

NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
mysql-nodeselector-6b7d9c875d-vs8mk   1/1     Running   0          7s     10.244.112.29   cka002   <none>           <none>

nodeName ¶

注意，nodeName 具有最高优先级，因为它不是由 Scheduler 进行调度的。

创建一个 Pod nginx-nodename，并将其指定在 cka003 节点上。

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-nodename
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  nodeName: cka003
EOF

验证pod nginx-nodename 是否运行在节点 ckc003 上。

kubectl get pod -owide |grep nginx-nodename

运行结果：

NAME                                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP             NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-nodename                            1/1     Running   0          8s     10.244.102.29   cka003   <none>           <none>

Affinity ¶

在 Kubernetes 集群中，有些 Pod 需要频繁与其他 Pod 进行交互。在这种情况下，建议将这些 Pod 调度到同一个节点上运行。例如，两个 Pod：Nginx 和 Mysql，如果它们频繁通信，则需要在同一个节点上部署它们。

基于pod之间的关系，我们可以使用 podAffinity 进行选择。

podAffinity 有两种调度类型：

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（硬亲和）
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（软亲和）

可以使用以下类型设置 topologyKey：

kubernetes.io/hostname ＃NodeName
failure-domain.beta.kubernetes.io/zone ＃区域 Zone
failure-domain.beta.kubernetes.io/region # 区域 Zone

我们可以设置节点标签来对节点的名称/区域进行分类，这样就可以被 podAffinity 所使用。

创建pod Nginx。

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
EOF

创建pod MySql。

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mysql
  labels:
    app: mysql
spec:
  containers:
  - name: mysql
    image: mysql
    env:
     - name: "MYSQL_ROOT_PASSWORD"
       value: "123456"
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: app
            operator: In
            values:
            - nginx
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
EOF

由于我们配置了 podAffinity，因此 Pod mysql 将会被调度到和 Pod nginx 相同的节点上，标签为 app:nginx。

通过命令 kubectl get pod -o wide 我们可以看到这两个 Pod 正在运行在节点 cka002 上。

Taints & Tolerations ¶

概念 ¶

节点的affinity是Pod的属性，可以将它们吸引到一组节点中（作为首选项或硬性要求）。Taints的作用相反——它们允许节点排斥一组Pod。

Tolerations应用于Pod。Tolerations允许调度器安排具有匹配Taints的Pod，但并不保证一定能够调度：调度器还会评估其他参数作为其功能的一部分。

Taints和tolerations共同确保Pod不会被调度到不合适的节点上。一个或多个Taints会应用于节点；这标志着该节点不应接受不容忍这些Taints的Pod。

在生产环境中，我们通常为控制平面节点配置Taints（实际上，大多数K8s安装工具会自动向控制平面节点添加Taints），因为控制平面仅运行Kubernetes系统组件。如果将其用于运行应用程序Pod，很容易消耗资源。最终，控制平面节点将崩溃。如果我们需要稍后将其他系统组件添加到控制平面节点，则可以为相应的系统组件Pod配置Tolerations以容忍Taints。

设置Taints ¶

将 cka003 节点设置为 Taint 节点。将状态设置为 NoSchedule，这不会影响已在 cka003 上运行的现有 Pod。

kubectl taint nodes cka003 key=value:NoSchedule

设置Tolerations ¶

我们可以使用 Tolerations 让 Pod 调度到一个 Taint 节点上。

kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 name: mysql-tolerations
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - image: mysql:8.0
        name: mysql
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: password
        ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql
      tolerations:
      - key: "key"
        operator: "Equal"
        value: "value"
        effect: "NoSchedule"
EOF

Deployment mysql-tolerations的Pod使用了tolerations设置，并被调度到了节点 cka003 上，而该节点是一个被污点化taint的节点。

kubectl get pod -o wide | grep mysql-tolerations

取消Taints ¶

kubectl taint nodes cka003 key-