文章目录
1. 简介
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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。
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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。
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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(使用更多)、数据局域性、负载间的干扰等等。
默认策略参考: https://kubernetes.io/docs/reference/scheduling/policies/
调度框架:https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/scheduling-eviction/scheduling-framework/
2. 影响kubernetes调度的因素
2.1 nodeName
使用 nodeName 来选择节点的一些限制:(都会报错)
指定的节点不存在。
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。
[root@server2 ~]# vim pod1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
nodeName: server3
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
pod/nginx created
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide
2.2 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。
- 给选择的节点添加标签:
kubectl label nodes server2 disktype=ssd
[root@server2 ~]# kubectl delete -f pod1.yml
pod "nginx" deleted
[root@server2 ~]# kubectl delete pod demo
pod "demo" deleted
[root@server2 ~]# kubectl get pod
No resources found in default namespace.
[root@server2 ~]# kubectl label nodes server3 disktype=ssd ##添加标签
node/server3 labeled
[root@server2 ~]# kubectl get node --show-labels
[root@server2 ~]# kubectl get node -L disktype
[root@server2 ~]# vim pod1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
env: test
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
nodeSelector:
disktype: ssd
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide
优先调度到有标签的server3上
2.3 亲和与反亲和
2.3.1 node亲和
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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(仅作用于调度期间)
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。
官网: https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/scheduling-eviction/assign-pod-node/
[root@server2 ~]# kubectl delete pod nginx --force
[root@server2 ~]# kubectl label node server4 disktype=sata ##添加标签
node/server4 labeled
[root@server2 ~]# vim pod1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: node-affinity
spec:
containers:
- name: nginx
image: myapp:v1
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: disktype
operator: In
values:
- ssd
- sata
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: roles
operator: In
values:
- nginx
[root@server2 ~]# kubectl label node server4 roles=nginx ##server4添加role
node/server4 labeled
[root@server2 ~]# kubectl get node -L roles
[root@server2 ~]# kubectl get node -L disktype
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
pod/node-affinity created
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide
[root@server2 ~]# kubectl delete -f pod1.yml
pod "node-affinity" deleted
[root@server2 ~]# kubectl label node server3 disktype-
[root@server2 ~]# kubectl label node server4 disktype-
[root@server2 ~]# kubectl get node -L disktype
[root@server2 ~]# kubectl get node -L roles
[root@server2 ~]# kubectl get pod
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
pod/node-affinity created
[root@server2 ~]# kubectl get pod ##硬线必须要满足
[root@server2 ~]# kubectl delete -f pod1.yml
2.3.2 pod亲和性和反亲和性
- 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。
亲和性
[root@server2 ~]# kubectl get pod
No resources found in default namespace.
[root@server2 ~]# vim pod1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- name: myapp
image: myapp:v1
affinity:
podAffinity: ###
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- nginx
topologyKey: kubernetes.io/hostname
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
pod/nginx created
pod/myapp created
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide ##都在一个节点上
反亲和性
[root@server2 ~]# kubectl delete pod myapp --force
[root@server2 ~]# vim pod1.yml
podAntiAffinity: ###反亲和需要修改为podAntiAffinity
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
pod/nginx unchanged
pod/myapp created
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide
2.4 Taints(污点)
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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。
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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。
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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。 -
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。
server3和server4设置污点,未添加容忍标签
[root@server2 ~]# kubectl describe nodes server2 | grep Taints ##master有一个污点
Taints: node-role.kubernetes.io/master:NoSchedule
[root@server2 ~]# kubectl describe nodes server3 | grep Taints
Taints: <none>
[root@server2 ~]# kubectl describe nodes server4 | grep Taints
Taints: <none>
[root@server2 ~]# vim pod1.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: web-server
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
deployment.apps/web-server created
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide
[root@server2 ~]# kubectl taint node server3 key1=v1:NoExecute ##给server3生成一个污点
node/server3 tainted
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide
[root@server2 ~]# kubectl taint node server4 key2=v2:NoSchedule
node/server4 tainted
[root@server2 ~]# vim pod1.yml
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
deployment.apps/web-server configured
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide
添加污点的server3 被移除
添加容忍标签
[root@server2 ~]# kubectl describe nodes server3 | grep Taints
Taints: key1=v1:NoExecute
[root@server2 ~]# kubectl describe nodes server4 | grep Taints
Taints: key2=v2:NoSchedule
[root@server2 ~]# kubectl get pod
No resources found in default namespace.
[root@server2 ~]# vim pod1.yml
tolerations: ##设置容忍标签tolerations:
- operator: "Exists"
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
deployment.apps/web-server created
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide ##查看是否两台主机都可以运行
2.5 影响pod调度指令
- 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。
2.5.1 cordon
- 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
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
server1 Ready 29m v1.17.2
server2 Ready 12d v1.17.2
server3 Ready,SchedulingDisabled 9d v1.17.2
$ kubectl uncordon server3 //恢复
[root@server2 ~]# kubectl taint node server3 key1- ##删除污点
node/server3 untainted
[root@server2 ~]# kubectl taint node server4 key2-
node/server4 untainted
[root@server2 ~]# kubectl cordon server3 ##停止调度server3
node/server3 cordoned
[root@server2 ~]# kubectl get node ##查看node情况
[root@server2 ~]# vim pod1.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
namespace: default
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
run: nginx
template:
metadata:
labels:
run: nginx
spec:
hostNetwork: true
containers:
- name: nginx
image: myapp:v1
imagePullPolicy: IfNotPresent
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
deployment.apps/web-server created
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide ##全部运行在了server4上
[root@server2 ~]# kubectl uncordon server3 ##解除停止调度
node/server3 uncordoned
[root@server2 ~]# kubectl get node
2.5.2 drain, delete
- 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
[root@server2 ~]# kubectl drain server4 --ignore-daemonsets
[root@server2 ~]# kubectl get node
[root@server2 ~]# kubectl apply -f pod1.yml
deployment.apps/web-server unchanged
[root@server2 ~]# kubectl get pod -o wide
[root@server2 ~]# kubectl uncordon server4
node/server4 uncordoned
[root@server2 ~]# kubectl get node
[root@server2 ~]# kubectl delete nodes server3
node "server3" deleted
[root@server2 ~]# kubectl get nodes
[root@server3 ~]# systemctl restart kubelet.service
[root@server2 ~]# kubectl get node
[root@server2 ~]# kubectl delete -f pod1.yml
deployment.apps "web-server" deleted