目录
一 k8s网络通信
1.1 k8s通信整体架构
1.2 flannel网络插件
1.2.1 flannel跨主机通信原理
1.2.2 flannel支持的后端模式
1.3 calico网络插件
1.3.1 calico简介:
1.3.2 calico网络架构
1.3.3 部署calico
二 k8s调度(Scheduling)
2.1 调度在Kubernetes中的作用
2.2 调度原理:
2.3 调度器种类
2.4 常用调度方法
2.4.1 nodename
2.4.2 Nodeselector(通过标签控制节点)
2.5 affinity(亲和性)
2.5.1 亲和与反亲和
2.5.2 nodeAffinity节点亲和
2.5.3 Podaffinity(pod的亲和)
2.5.4 Podantiaffinity(pod反亲和)
2.6 Taints(污点模式,禁止调度)
Taints示例
tolerations(污点容忍)
污点容忍示例:
一 k8s网络通信
1.1 k8s通信整体架构
- k8s通过CNI接口接入其他插件来实现网络通讯。目前比较流行的插件有flannel,calico等
- CNI插件存放位置:# cat /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
- 插件使用的解决方案如下
-
- 虚拟网桥,虚拟网卡,多个容器共用一个虚拟网卡进行通信。
- 多路复用:MacVLAN,多个容器共用一个物理网卡进行通信。
- 硬件交换:SR-LOV,一个物理网卡可以虚拟出多个接口,这个性能最好。
- 容器间通信:
-
- 同一个pod内的多个容器间的通信,通过lo即可实现pod之间的通信
- 同一节点的pod之间通过cni网桥转发数据包。
- 不同节点的pod之间的通信需要网络插件支持
- pod和service通信: 通过iptables或ipvs实现通信,ipvs取代不了iptables,因为ipvs只能做负载均衡,而做不了nat转换
- pod和外网通信:iptables的MASQUERADE
- Service与集群外部客户端的通信;(ingress、nodeport、loadbalancer)
1.2 flannel网络插件
插件组成:
插件 | 功能 |
VXLAN | 即Virtual Extensible LAN(虚拟可扩展局域网),是Linux本身支持的一网种网络虚拟化技术。VXLAN可以完全在内核态实现封装和解封装工作,从而通过“隧道”机制,构建出覆盖网络(Overlay Network) |
VTEP | VXLAN Tunnel End Point(虚拟隧道端点),在Flannel中 VNI的默认值是1,这也是为什么宿主机的VTEP设备都叫flannel.1的原因 |
Cni0 | 网桥设备,每创建一个pod都会创建一对 veth pair。其中一端是pod中的eth0,另一端是Cni0网桥中的端口(网卡) |
Flannel.1 | TUN设备(虚拟网卡),用来进行 vxlan 报文的处理(封包和解包)。不同node之间的pod数据流量都从overlay设备以隧道的形式发送到对端 |
Flanneld | flannel在每个主机中运行flanneld作为agent,它会为所在主机从集群的网络地址空间中,获取一个小的网段subnet,本主机内所有容器的IP地址都将从中分配。同时Flanneld监听K8s集群数据库,为flannel.1设备提供封装数据时必要的mac、ip等网络数据信息 |
1.2.1 flannel跨主机通信原理
- 当容器发送IP包,通过veth pair 发往cni网桥,再路由到本机的flannel.1设备进行处理。
- VTEP设备之间通过二层数据帧进行通信,源VTEP设备收到原始IP包后,在上面加上一个目的MAC地址,封装成一个内部数据帧,发送给目的VTEP设备。
- 内部数据桢,并不能在宿主机的二层网络传输,Linux内核还需要把它进一步封装成为宿主机的一个普通的数据帧,承载着内部数据帧通过宿主机的eth0进行传输。
- Linux会在内部数据帧前面,加上一个VXLAN头,VXLAN头里有一个重要的标志叫VNI,它是VTEP识别某个数据桢是不是应该归自己处理的重要标识。
- flannel.1设备只知道另一端flannel.1设备的MAC地址,却不知道对应的宿主机地址是什么。在linux内核里面,网络设备进行转发的依据,来自FDB的转发数据库,这个flannel.1网桥对应的FDB信息,是由flanneld进程维护的。
- linux内核在IP包前面再加上二层数据帧头,把目标节点的MAC地址填进去,MAC地址从宿主机的ARP表获取。
- 此时flannel.1设备就可以把这个数据帧从eth0发出去,再经过宿主机网络来到目标节点的eth0设备。目标主机内核网络栈会发现这个数据帧有VXLAN Header,并且VNI为1,Linux内核会对它进行拆包,拿到内部数据帧,根据VNI的值,交给本机flannel.1设备处理,flannel.1拆包,根据路由表发往cni网桥,最后到达目标容器。
#默认网络通信路由
[root@k8s-master ~]# ip r
default via 172.25.254.2 dev eth0 proto static metric 100
10.244.0.0/24 dev cni0 proto kernel scope link src 10.244.0.1
10.244.1.0/24 via 10.244.1.0 dev flannel.1 onlink
10.244.2.0/24 via 10.244.2.0 dev flannel.1 onlink
172.17.0.0/16 dev docker0 proto kernel scope link src 172.17.0.1 linkdown
172.25.254.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 172.25.254.100 metric 100#桥接转发数据库
[root@k8s-master ~]# bridge fdb
01:00:5e:00:00:01 dev eth0 self permanent
33:33:00:00:00:01 dev eth0 self permanent
01:00:5e:00:00:fb dev eth0 self permanent
33:33:ff:65:cb:fa dev eth0 self permanent
33:33:00:00:00:fb dev eth0 self permanent
33:33:00:00:00:01 dev docker0 self permanent
01:00:5e:00:00:6a dev docker0 self permanent
33:33:00:00:00:6a dev docker0 self permanent
01:00:5e:00:00:01 dev docker0 self permanent
01:00:5e:00:00:fb dev docker0 self permanent
02:42:76:94:aa:bc dev docker0 vlan 1 master docker0 permanent
02:42:76:94:aa:bc dev docker0 master docker0 permanent
33:33:00:00:00:01 dev kube-ipvs0 self permanent
82:14:17:b1:1d:d0 dev flannel.1 dst 172.25.254.20 self permanent
22:7f:e7:fd:33:77 dev flannel.1 dst 172.25.254.10 self permanent
33:33:00:00:00:01 dev cni0 self permanent
01:00:5e:00:00:6a dev cni0 self permanent
33:33:00:00:00:6a dev cni0 self permanent
01:00:5e:00:00:01 dev cni0 self permanent
33:33:ff:aa:13:2f dev cni0 self permanent
01:00:5e:00:00:fb dev cni0 self permanent
33:33:00:00:00:fb dev cni0 self permanent
0e:49:e3:aa:13:2f dev cni0 vlan 1 master cni0 permanent
0e:49:e3:aa:13:2f dev cni0 master cni0 permanent
7a:1c:2d:5d:0e:9e dev vethf29f1523 master cni0
5e:4e:96:a0:eb:db dev vethf29f1523 vlan 1 master cni0 permanent
5e:4e:96:a0:eb:db dev vethf29f1523 master cni0 permanent
33:33:00:00:00:01 dev vethf29f1523 self permanent
01:00:5e:00:00:01 dev vethf29f1523 self permanent
33:33:ff:a0:eb:db dev vethf29f1523 self permanent
33:33:00:00:00:fb dev vethf29f1523 self permanent
b2:f9:14:9f:71:29 dev veth18ece01e master cni0
3a:05:06:21:bf:7f dev veth18ece01e vlan 1 master cni0 permanent
3a:05:06:21:bf:7f dev veth18ece01e master cni0 permanent
33:33:00:00:00:01 dev veth18ece01e self permanent
01:00:5e:00:00:01 dev veth18ece01e self permanent
33:33:ff:21:bf:7f dev veth18ece01e self permanent
33:33:00:00:00:fb dev veth18ece01e self permanent#arp列表
[root@k8s-master ~]# arp -n
Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface
10.244.0.2 ether 7a:1c:2d:5d:0e:9e C cni0
172.25.254.1 ether 00:50:56:c0:00:08 C eth0
10.244.2.0 ether 82:14:17:b1:1d:d0 CM flannel.1
10.244.1.0 ether 22:7f:e7:fd:33:77 CM flannel.1
172.25.254.20 ether 00:0c:29:6a:a8:61 C eth0
172.25.254.10 ether 00:0c:29:ea:52:cb C eth0
10.244.0.3 ether b2:f9:14:9f:71:29 C cni0
172.25.254.2 ether 00:50:56:fc:e0:b9 C eth0
1.2.2 flannel支持的后端模式
网络模式 | 功能 |
vxlan | 报文封装,默认模式 |
Directrouting | 直接路由,跨网段使用vxlan,同网段使用host-gw模式 |
host-gw | 主机网关,性能好,但只能在二层网络中,不支持跨网络 如果有成千上万的Pod,容易产生广播风暴,不推荐 |
UDP | 性能差,不推荐 |
更改flannel的默认模式
[root@k8s-master ~]# kubectl -n kube-flannel edit cm kube-flannel-cfg
apiVersion: v1
data:cni-conf.json: |{"name": "cbr0","cniVersion": "0.3.1","plugins": [{"type": "flannel","delegate": {"hairpinMode": true,"isDefaultGateway": true}},{"type": "portmap","capabilities": {"portMappings": true}}]}net-conf.json: |{"Network": "10.244.0.0/16","EnableNFTables": false,"Backend": {"Type": "host-gw" #更改内容}}
#重启pod
[root@k8s-master ~]# kubectl -n kube-flannel delete pod --all
pod "kube-flannel-ds-bk8wp" deleted
pod "kube-flannel-ds-mmftf" deleted
pod "kube-flannel-ds-tmfdn" deleted[root@k8s-master ~]# ip r
default via 172.25.254.2 dev eth0 proto static metric 100
10.244.0.0/24 dev cni0 proto kernel scope link src 10.244.0.1
10.244.1.0/24 via 172.25.254.10 dev eth0
10.244.2.0/24 via 172.25.254.20 dev eth0
172.17.0.0/16 dev docker0 proto kernel scope link src 172.17.0.1 linkdown
172.25.254.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 172.25.254.100 metric 100
1.3 calico网络插件
官网:
Install Calico networking and network policy for on-premises deployments | Calico Documentation
1.3.1 calico简介:
- 纯三层的转发,中间没有任何的NAT和overlay,转发效率最好。
- Calico 仅依赖三层路由可达。Calico 较少的依赖性使它能适配所有 VM、Container、白盒或者混合环境场景。
1.3.2 calico网络架构
- Felix:监听ECTD中心的存储获取事件,用户创建pod后,Felix负责将其网卡、IP、MAC都设置好,然后在内核的路由表里面写一条,注明这个IP应该到这张网卡。同样如果用户制定了隔离策略,Felix同样会将该策略创建到ACL中,以实现隔离。
- BIRD:一个标准的路由程序,它会从内核里面获取哪一些IP的路由发生了变化,然后通过标准BGP的路由协议扩散到整个其他的宿主机上,让外界都知道这个IP在这里,路由的时候到这里
1.3.3 部署calico
删除flannel插件
[root@K8s-master ~]# kubectl delete -f kube-flannel.yml
删除所有节点上flannel配置文件,避免冲突
[root@K8s-master ~]# rm -rf /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
[root@K8s-node1 ~]# rm -rf /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
[root@K8s-node2 ~]# rm -rf /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
下载部署文件
[root@k8s-master calico]# curl https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.28.1/manifests/calico-typha.yaml -o calico.yaml
下载镜像上传至仓库:
[root@k8s-master ~]# docker pull docker.io/calico/cni:v3.28.1
[root@k8s-master ~]# docker pull docker.io/calico/node:v3.28.1
[root@k8s-master ~]# docker pull docker.io/calico/kube-controllers:v3.28.1
[root@k8s-master ~]# docker pull docker.io/calico/typha:v3.28.1
[root@K8s-master net.d]# docker load -i calico-3.28.1.tar
Loaded image: calico/cni:v3.28.1
Loaded image: calico/node:v3.28.1
4f27db678727: Loading layer [==================================================>] 75.59MB/75.59MB
Loaded image: calico/kube-controllers:v3.28.1
993f578a98d3: Loading layer [==================================================>] 67.61MB/67.61MB
Loaded image: calico/typha:v3.28.1#上传
[root@K8s-master net.d]# docker tag calico/cni:v3.28.1 reg.harbor.org/calico/cni:v3.28.1
[root@K8s-master net.d]# docker tag calico/node:v3.28.1 reg.harbor.org/calico/node:v3.28.1
[root@K8s-master net.d]# docker tag calico/kube-controllers:v3.28.1 reg.harbor.org/calico/kube-controllers:v3.28.1
[root@K8s-master net.d]# docker tag calico/typha:v3.28.1 reg.harbor.org/calico/typha:v3.28.1[root@K8s-master net.d]# docker push reg.harbor.org/calico/cni:v3.28.1
The push refers to repository [reg.harbor.org/calico/cni]
5f70bf18a086: Mounted from ingress-nginx/controller
38ba74eb8103: Pushed
6b2e64a0b556: Pushed
v3.28.1: digest: sha256:4bf108485f738856b2a56dbcfb3848c8fb9161b97c967a7cd479a60855e13370 size: 946
[root@K8s-master net.d]# docker push reg.harbor.org/calico/node:v3.28.1
The push refers to repository [reg.harbor.org/calico/node]
3831744e3436: Pushed
v3.28.1: digest: sha256:f72bd42a299e280eed13231cc499b2d9d228ca2f51f6fd599d2f4176049d7880 size: 530
[root@K8s-master net.d]# docker push reg.harbor.org/calico/kube-controllers:v3.28.1
The push refers to repository [reg.harbor.org/calico/kube-controllers]
4f27db678727: Pushed
6b2e64a0b556: Mounted from calico/cni
v3.28.1: digest: sha256:8579fad4baca75ce79644db84d6a1e776a3c3f5674521163e960ccebd7206669 size: 740
[root@K8s-master net.d]# docker push reg.harbor.org/calico/typha:v3.28.1
The push refers to repository [reg.harbor.org/calico/typha]
993f578a98d3: Pushed
6b2e64a0b556: Mounted from calico/kube-controllers
v3.28.1: digest: sha256:093ee2e785b54c2edb64dc68c6b2186ffa5c47aba32948a35ae88acb4f30108f size: 740
更改yml设置
[root@k8s-master calico]# vim calico.yaml
4835 image: calico/cni:v3.28.1
4835 image: calico/cni:v3.28.1
4906 image: calico/node:v3.28.1
4932 image: calico/node:v3.28.1
5160 image: calico/kube-controllers:v3.28.1
5249 - image: calico/typha:v3.28.14973 - name: CALICO_IPV4POOL_VXLAN
4974 value: "Never"4999 - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
5000 value: "10.244.0.0/16"
5001 - name: CALICO_AUTODETECTION_METHOD
5002 value: "interface=eth0"[root@k8s-master calico]# kubectl apply -f calico.yaml
[root@k8s-master calico]# kubectl -n kube-system get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
calico-kube-controllers-6849cb478c-g5h5p 1/1 Running 0 75s
calico-node-dzzjp 1/1 Running 0 75s
calico-node-ltz7n 1/1 Running 0 75s
calico-node-wzdnq 1/1 Running 0 75s
calico-typha-fff9df85f-vm5ks 1/1 Running 0 75s
coredns-647dc95897-nchjr 1/1 Running 1 (139m ago) 4d7h
coredns-647dc95897-wjbg2 1/1 Running 1 (139m ago) 4d7h
etcd-k8s-master 1/1 Running 1 (139m ago) 4d7h
kube-apiserver-k8s-master 1/1 Running 1 (139m ago) 3d10h
kube-controller-manager-k8s-master 1/1 Running 3 (139m ago) 4d7h
kube-proxy-9g5z2 1/1 Running 1 (139m ago) 3d10h
kube-proxy-cd5wk 1/1 Running 1 (139m ago) 3d10h
kube-proxy-mvq4c 1/1 Running 1 (139m ago) 3d10h
kube-scheduler-k8s-master 1/1 Running 3 (139m ago) 4d7h
测试:
[root@k8s-master calico]# kubectl run web --image myapp:v1
pod/web created
[root@K8s-master ~]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
web 1/1 Running 0 7m8s 10.224.169.128 k8s-node2 <none> <none>
[root@K8s-master ~]# curl 10.224.169.128
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
二 k8s调度(Scheduling)
2.1 调度在Kubernetes中的作用
- 调度是指将未调度的Pod自动分配到集群中的节点的过程
- 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
2.2 调度原理:
- 创建Pod
-
- 用户通过Kubernetes API创建Pod对象,并在其中指定Pod的资源需求、容器镜像等信息。
- 调度器监视Pod
-
- Kubernetes调度器监视集群中的未调度Pod对象,并为其选择最佳的节点。
- 选择节点
-
- 调度器通过算法选择最佳的节点,并将Pod绑定到该节点上。调度器选择节点的依据包括节点的资源使用情况、Pod的资源需求、亲和性和反亲和性等。
- 绑定Pod到节点
-
- 调度器将Pod和节点之间的绑定信息保存在etcd数据库中,以便节点可以获取Pod的调度信息。
- 节点启动Pod
-
- 节点定期检查etcd数据库中的Pod调度信息,并启动相应的Pod。如果节点故障或资源不足,调度器会重新调度Pod,并将其绑定到其他节点上运行。
2.3 调度器种类
- 默认调度器(Default Scheduler):
-
- 是Kubernetes中的默认调度器,负责对新创建的Pod进行调度,并将Pod调度到合适的节点上。
- 自定义调度器(Custom Scheduler):
-
- 是一种自定义的调度器实现,可以根据实际需求来定义调度策略和规则,以实现更灵活和多样化的调度功能。
- 扩展调度器(Extended Scheduler):
-
- 是一种支持调度器扩展器的调度器实现,可以通过调度器扩展器来添加自定义的调度规则和策略,以实现更灵活和多样化的调度功能。
- kube-scheduler是kubernetes中的默认调度器,在kubernetes运行后会自动在控制节点运行
2.4 常用调度方法
2.4.1 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
实例:
#建立pod文件
[[root@k8s-master scheduler]# kubectl run testpod --image myapp:v1 --dry-run=client -o yaml > pod1.yml#设置调度
[root@k8s-master scheduler]# vim pod1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:labels:run: testpodname: testpod
spec:nodeName: k8s-node2containers:- image: myapp:v1name: testpod#建立pod
[root@K8s-master scheduler]# kubectl apply -f pod1.yml
pod/testpod created[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
testpod 1/1 Running 0 5s 10.224.169.129 k8s-node2 <none> <none>
nodeName: k8s3 #找不到节点pod会出现pending,优先级最高,其他调度方式无效
2.4.2 Nodeselector(通过标签控制节点)
- nodeSelector 是节点选择约束的最简单推荐形式
给选择的节点添加标签:
- kubectl label nodes k8s-node1 lab=lee
- 可以给多个节点设定相同标签
示例:
#查看节点标签
[root@K8s-master scheduler]# kubectl get nodes --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
k8s-master Ready control-plane 6d21h v1.30.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-master,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/control-plane=,node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers=
k8s-node1 Ready <none> 6d21h v1.30.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-node1,kubernetes.io/os=linux
k8s-node2 Ready <none> 6d21h v1.30.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-node2,kubernetes.io/os=linux#设定节点标签
[root@K8s-master scheduler]# kubectl label nodes k8s-node1 lab=haha
node/k8s-node1 labeled[root@K8s-master scheduler]# kubectl get nodes k8s-node1 --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
k8s-node1 Ready <none> 6d21h v1.30.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-node1,kubernetes.io/os=linux,lab=haha#调度设置
[root@k8s-master scheduler]# vim pod2.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:labels:run: testpodname: testpod
spec:nodeSelector:lab: hahacontainers:- image: myapp:v1name: testpod[root@K8s-master scheduler]# kubectl apply -f pod2.yml
pod/testpod created
[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
testpod 1/1 Running 0 10s 10.224.36.65 k8s-node1 <none> <none>
节点标签可以给N个节点加
2.5 affinity(亲和性)
官方文档 :
将 Pod 指派给节点 | Kubernetes
2.5.1 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。
- 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。
你去哪我去哪就是亲和,你去哪我不去就是反亲和
2.5.2 nodeAffinity节点亲和
- 那个节点服务指定条件就在那个节点运行
- requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 必须满足,但不会影响已经调度
- preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 倾向满足,在无法满足情况下也会调度pod
-
- 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。
- nodeaffinity还支持多种规则匹配条件的配置如
匹配规则 | 功能 |
ln | label 的值在列表内 |
Notln | 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 |
nodeAffinity示例
#示例1
[root@k8s-master scheduler]# vim pod3.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: node-affinity
spec:containers:- name: nginximage: nginxaffinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: diskoperator: In | NotIn #两个结果相反values:- ssd
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: node-affinity
spec:containers:- name: nginximage: nginxaffinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: laboperator: In values:- haha[root@K8s-master scheduler]# kubectl apply -f pod3.yml
pod/node-affinity created
[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
node-affinity 1/1 Running 0 4s 10.224.36.66 k8s-node1 <none> <none>
取反的话
[root@K8s-master scheduler]# vim pod3.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: node-affinity
spec:containers:- name: nginximage: nginxaffinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: laboperator: NotInvalues:- haha
[root@K8s-master scheduler]# kubectl apply -f pod3.yml
pod/node-affinity created
[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
node-affinity 1/1 Running 0 3s 10.224.169.130 k8s-node2 <none> <none>
2.5.3 Podaffinity(pod的亲和)
- 那个节点有符合条件的POD就在那个节点运行
- podAffinity 主要解决POD可以和哪些POD部署在同一个节点中的问题
- podAntiAffinity主要解决POD不能和哪些POD部署在同一个节点中的问题。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,
- 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。
Podaffinity示例
[root@k8s-master scheduler]# vim example4.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginxaffinity:podAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginxtopologyKey: "kubernetes.io/hostname"[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-deployment-658496fff-5k9br 1/1 Running 0 2s 10.224.169.132 k8s-node2 <none> <none>
nginx-deployment-658496fff-gstbm 1/1 Running 0 2s 10.224.169.133 k8s-node2 <none> <none>
nginx-deployment-658496fff-xb624 1/1 Running 0 2s 10.224.169.131 k8s-node2 <none> <none>
2.5.4 Podantiaffinity(pod反亲和)
Podantiaffinity示例
[root@k8s-master scheduler]# vim example5.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx-deploymentlabels:app: nginx
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginxaffinity:podAntiAffinity: #反亲和requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- nginxtopologyKey: "kubernetes.io/hostname"[root@K8s-master scheduler]# kubectl apply -f example5.yml
deployment.apps/nginx-deployment created
[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-deployment-5f5fc7b8b9-2np8d 0/1 Pending 0 4s <none> <none> <none> <none>
nginx-deployment-5f5fc7b8b9-7dv7m 1/1 Running 0 4s 10.224.169.134 k8s-node2 <none> <none>
nginx-deployment-5f5fc7b8b9-pvcp5 1/1 Running 0 4s 10.224.36.67 k8s-node1 <none> <none>
2.6 Taints(污点模式,禁止调度)
- Taints(污点)是Node的一个属性,设置了Taints后,默认Kubernetes是不会将Pod调度到这个Node上
- Kubernetes如果为Pod设置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 <nodename> key=string:effect #命令执行方法
$ kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule #创建
$ kubectl describe nodes server1 | grep Taints #查询
$ kubectl taint nodes node1 key- #删除
查看污点
其中[effect] 可取值:
effect值 | 解释 |
NoSchedule | POD 不会被调度到标记为 taints 节点,但是运行的pod不会被删除 |
PreferNoSchedule | NoSchedule 的软策略版本,尽量不调度到此节点 |
NoExecute | 如该节点内正在运行的 POD 没有对应 Tolerate 设置,会直接被逐出,调度到新的pod |
Taints示例
#建立控制器并运行
[root@k8s-master scheduler]# vim example6.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: webname: web
spec:replicas: 2selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:containers:- image: nginxname: nginx[root@K8s-master scheduler]# kubectl apply -f example6.yml
deployment.apps/web created[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
web-7c56dcdb9b-2j4pf 1/1 Running 0 5s 10.224.36.68 k8s-node1 <none> <none>
web-7c56dcdb9b-j4q8q 1/1 Running 0 5s 10.224.169.135 k8s-node2 <none> <none>#查看污点
[root@K8s-master scheduler]# kubectl describe nodes | grep Taints
Taints: node-role.kubernetes.io/control-plane:NoSchedule
Taints: <none>
Taints: <none>#设定污点为NoSchedule
[root@k8s-master scheduler]# kubectl taint node k8s-node1 name=lee:NoSchedule
node/k8s-node1 tainted
[root@k8s-master scheduler]# kubectl describe nodes k8s-node1 | grep Tain
Taints: name=lee:NoSchedule#控制器增加pod
[root@k8s-master scheduler]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
web-7c56dcdb9b-4l759 1/1 Running 0 6s 10.244.169.140 k8s-node2 <none> <none>
web-7c56dcdb9b-9wwdg 1/1 Running 0 6m35s 10.244.36.68 k8s-node1 <none> <none>
web-7c56dcdb9b-bqd75 1/1 Running 0 6s 10.244.169.141 k8s-node2 <none> <none>
web-7c56dcdb9b-m8kx8 1/1 Running 0 6s 10.244.169.138 k8s-node2 <none> <none>
web-7c56dcdb9b-qsx6w 1/1 Running 0 6m35s 10.244.169.137 k8s-node2 <none> <none>
web-7c56dcdb9b-rhft4 1/1 Running 0 6s 10.244.169.139 k8s-node2 <none> <none>#设定污点为NoExecute
[root@K8s-master scheduler]# kubectl taint node k8s-node1 name=lee:NoExecute
node/k8s-node1 tainted
[root@K8s-master scheduler]# kubectl describe nodes | grep Taints
Taints: node-role.kubernetes.io/control-plane:NoSchedule
Taints: name=lee:NoExecute
Taints: <none>[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
web-7c56dcdb9b-fdjdl 1/1 Running 0 28s 10.224.169.137 k8s-node2 <none> <none>
web-7c56dcdb9b-j4q8q 1/1 Running 0 9m5s 10.224.169.135 k8s-node2 <none> <none>#删除污点
[root@K8s-master scheduler]# kubectl taint node k8s-node1 name-
node/k8s-node1 untainted
[root@K8s-master scheduler]# kubectl describe nodes | grep Taints
Taints: node-role.kubernetes.io/control-plane:NoSchedule
Taints: <none>
Taints: <none>
加污点之前
之后
删除污点
tolerations(污点容忍)
- tolerations中定义的key、value、effect,要与node上设置的taint保持一直:
-
- 如果 operator 是 Equal ,则key与value之间的关系必须相等。
- 如果 operator 是 Exists ,value可以省略
- 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
污点容忍示例:
#容忍所有污点
#设定节点污点
[root@K8s-master scheduler]# kubectl taint node k8s-node1 name=haha:NoExecute
node/k8s-node1 tainted
[root@K8s-master scheduler]# kubectl taint node k8s-node2 nodetype=bad:NoSchedule
node/k8s-node2 tainted[root@K8s-master scheduler]# vim example7.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: webname: web
spec:replicas: 6selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:containers:- image: nginxname: nginxtolerations: #容忍所有污点 - operator: Exists[root@K8s-master scheduler]# kubectl apply -f example7.yml
deployment.apps/web unchanged[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
'NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
web-7f64586499-7p77j 1/1 Running 0 37s 10.224.235.192 k8s-master <none> <none>
web-7f64586499-hnprf 1/1 Running 0 37s 10.224.36.70 k8s-node1 <none> <none>
web-7f64586499-m4h2b 1/1 Running 0 37s 10.224.169.139 k8s-node2 <none> <none>
web-7f64586499-rhzp4 1/1 Running 0 37s 10.224.235.193 k8s-master <none> <none>
web-7f64586499-sdmh7 1/1 Running 0 37s 10.224.36.69 k8s-node1 <none> <none>
web-7f64586499-zcffr 1/1 Running 0 37s 10.224.169.140 k8s-node2 <none> <none>
#容忍effect为Noschedule的污点
[root@k8s-master scheduler]# vim example7.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: webname: web
spec:replicas: 6selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:containers:- image: nginxname: nginxtolerations: #容忍effect为Noschedule的污点 - operator: Existseffect: NoSchedule [root@K8s-master scheduler]# kubectl apply -f example7.yml
deployment.apps/web created
[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
web-55857fd445-7vx26 0/1 ContainerCreating 0 2s <none> k8s-master <none> <none>
web-55857fd445-82rbd 0/1 ContainerCreating 0 2s <none> k8s-node2 <none> <none>
web-55857fd445-cnfxw 1/1 Running 0 2s 10.224.169.141 k8s-node2 <none> <none>
web-55857fd445-gjfch 0/1 ContainerCreating 0 2s <none> k8s-master <none> <none>
web-55857fd445-p86rg 0/1 ContainerCreating 0 2s <none> k8s-node2 <none> <none>
web-55857fd445-zz8ht 0/1 ContainerCreating 0 2s <none> k8s-master <none> <none>
#容忍指定kv的NoSchedule污点
[root@K8s-master scheduler]# vim example7.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:labels:app: webname: web
spec:replicas: 6selector:matchLabels:app: webtemplate:metadata:labels:app: webspec:containers:- image: nginxname: nginxtolerations: #容忍指定kv的NoSchedule污点 - key: nodetypevalue: badeffect: NoSchedule[root@K8s-master scheduler]# kubectl apply -f example7.yml
deployment.apps/web configured[root@K8s-master scheduler]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
web-d76674b-bdsmf 1/1 Running 0 4s 10.224.169.149 k8s-node2 <none> <none>
web-d76674b-bh2nt 1/1 Running 0 6s 10.224.169.144 k8s-node2 <none> <none>
web-d76674b-hjp5j 1/1 Running 0 6s 10.224.169.146 k8s-node2 <none> <none>
web-d76674b-jtthw 1/1 Running 0 6s 10.224.169.145 k8s-node2 <none> <none>
web-d76674b-m6bnj 1/1 Running 0 4s 10.224.169.147 k8s-node2 <none> <none>
web-d76674b-znw7g 1/1 Running 0 4s 10.224.169.148 k8s-node2 <none> <none>