kubernetes调度

kubernetes调度

1.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。
2.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

3.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

默认策略可以参考
调度框架

(一)节点选择

1.nodeName 是节点选择约束的最简单方法

(1)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。
(2)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。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: myapp:v1
  nodeName: server3

2.nodeSelector 是节点选择约束的最简单推荐形式

节点在相同条件下,pod首次调度到哪个节点,下次运行也是优先调度到

kubectl label nodes server4 disktype=ssd  #给节点打标签
kubectl get nodes --show-labels

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:  #标签选择
    disktype: ssd

(二)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

1.节点亲和

(1)requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 必须满足
(2)preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 倾向满足
(3)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

(1)必须满足
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:  #必须满足
           nodeSelectorTerms:
           - matchExpressions:
             - key: disktype
               operator: In
               values:
                 - ssd

(2)倾向满足
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: myapp:v1
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
           nodeSelectorTerms:
           - matchExpressions:
             - key: disktype
               operator: In
               values:
                 - ssd
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:  #倾向满足
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: role
            operator: In
            values:
            - db

2.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

3.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

(1)pod亲和
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: myapp:v1
  affinity:
    podAffinity:  #pod亲和
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: run
            operator: In
            values:
            - demo
        topologyKey: kubernetes.io/hostname

(2)pod反亲和
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: myapp:v1
  affinity:
    podAntiAffinity:  #pod反亲和
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: run
            operator: In
            values:
            - demo
        topologyKey: kubernetes.io/hostname

(三)Taints(污点)

1.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。
2.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

server2不参与调度的原因

# 用命令 kubectl taint 给节点增加一个 taint
kubectl taint nodes server3 key=value:NoSchedule  #创建
kubectl describe nodes  server2 |grep Taints		#查询
kubectl taint nodes server3 key:NoSchedule-		#删除

3.其中[effect] 可取值

[ NoSchedule | PreferNoSchedule | NoExecute ]
NoSchedule：POkD 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。

4.tolerations

tolerations中定义的key、value、effect，要与node上设置的taint保持一致：
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。

5.驱离

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-server
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: myapp:v1

kubectl apply -f pod3.yml
kubectl get pod -o wide
kubectl taint node server3 key1=v1:NoExecute  #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
kubectl describe nodes  server3 |grep Taints

6.容忍

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web-server
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: myapp:v1
      tolerations:
      - key: "key1"
        operator: "Equal"  #污点
        value: "v1"
        effect: "NoExecute"  #容忍

为Pod设置容忍后会，server3又可以运行Pod了

(四)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

1.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

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      run: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        run: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: myapp:v1
        imagePullPolicy: IfNotPresent

kubectl get pod -o wide
 kubectl uncordon server3 	#恢复

2.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 server4
kubectl uncordon server4

3.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 nodes server4
kubectl get nodes

[root@server4 ~]# systemctl restart kubelet  #基于node的自注册功能,恢复使用