使用拓?fù)溆蛱匦?#xff0c;可以在Pod的調(diào)度過(guò)程中指定節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浼s束，這意味著可以定義一個(gè)Pod只能被調(diào)度到帶有某些特定標(biāo)簽的節(jié)點(diǎn)上，或者避免被調(diào)度到具有某些標(biāo)簽的節(jié)點(diǎn)上。

例如，可以指定要求一個(gè)Pod只能調(diào)度到同一個(gè)機(jī)架或同一個(gè)區(qū)域中的節(jié)點(diǎn)上，以滿足高可用性或數(shù)據(jù)局部性的需求。

6.4.2 如何判斷是否在同一個(gè)拓?fù)溆?#xff1f;

通過(guò)拓?fù)溆騥ey(topologyKey)判斷。

如果有其它node節(jié)點(diǎn)擁有，和指定Pod所在的node節(jié)點(diǎn)，相同的拓?fù)溆騥ey的標(biāo)簽key和值，那么它們就屬于同一個(gè)拓?fù)溆颉?/p>

6.5 親和性的策略

#查看字段信息
kubectl explain pod.spec.affinity.xxAffinity

如果有多個(gè)軟策略選項(xiàng)的話，權(quán)重越大，優(yōu)先級(jí)越高。

如果把硬策略和軟策略合在一起使用，則要先滿足硬策略之后才會(huì)滿足軟策略。

6.6 親和性調(diào)度實(shí)例

6.6.1 node親和性

1.添加標(biāo)簽

kubectl label nodes node01 disk=ssd
kubectl label nodes node02 disk=dds

配置清單文件

使用節(jié)點(diǎn)親和性調(diào)度規(guī)則，要求將 Pod 調(diào)度到標(biāo)簽為 “disk=ssd” 的節(jié)點(diǎn)。

vim pod1.yamlapiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: frontend-pod
spec:containers:- name: frontendimage: nginxaffinity:nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: diskoperator: Invalues:- ssd

創(chuàng)建并測(cè)試

kubectl apply -f pod1.yaml -n my-ns 
kubectl get pods -n my-ns -o wide

6.6.2 Pod親和性

多個(gè)pod在一個(gè)節(jié)點(diǎn)

添加標(biāo)簽

kubectl label nodes node01 app=backend
kubectl label nodes node02 app=frontend

配置清單文件

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: frontend-pod
spec:containers:- name: frontendimage: nginxaffinity:podAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: NotInvalues:- frontendtopologyKey: "kubernetes.io/hostname"
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: backend-pod
spec:containers:- name: backendimage: mysqlaffinity:podAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: NotInvalues:- backendtopologyKey: "kubernetes.io/hostname"

創(chuàng)建并測(cè)試

kubectl apply -f pod2.yaml -n my-ns 
kubectl get pods -n my-ns -o wide

Kubernetes 將會(huì)創(chuàng)建一個(gè)具有 Pod Anti-Affinity 配置的 Deployment，確保這三個(gè) Pod 盡量運(yùn)行在不同的節(jié)點(diǎn)上。

6.6.3 Pod反親和性

多個(gè)pod不在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)

配置清單文件

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: my-app-deployment
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: my-apptemplate:metadata:labels:app: my-appspec:containers:- name: my-app-containerimage: my-app-imageaffinity:podAntiAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:- labelSelector:matchExpressions:- key: appoperator: Invalues:- my-apptopologyKey: "kubernetes.io/hostname"

創(chuàng)建并測(cè)試

kubectl apply -f pod3.yaml -n my-ns 
kubectl get pods -n my-ns -o wide

六、污點(diǎn)和容忍

通過(guò)使用污點(diǎn)和容忍機(jī)制，可以更精確地控制Pod的調(diào)度行為，確保Pod被調(diào)度到滿足特定條件的節(jié)點(diǎn)上。

7.1 節(jié)點(diǎn)設(shè)置污點(diǎn)

基本概念

在 Kubernetes 中，Node（節(jié)點(diǎn)）上的污點(diǎn)（Taint）是用于標(biāo)記節(jié)點(diǎn)的屬性，以控制 Pod（容器）在節(jié)點(diǎn)上的調(diào)度行為。

通過(guò)給節(jié)點(diǎn)打上污點(diǎn)，可以限制節(jié)點(diǎn)上可以調(diào)度的 Pod，從而實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的調(diào)度策略。

污點(diǎn)由三個(gè)部分組成：

• Key（鍵）：標(biāo)記的名稱。
• Value（值）：標(biāo)記的值，可選。
• Effect（作用）：標(biāo)記的作用。

污點(diǎn)的組成格式如下：
key=value:effect

相關(guān)命令

#給節(jié)點(diǎn)打上污點(diǎn)
kubectl taint node <node名稱> key=[value]:effect#覆蓋現(xiàn)有的污點(diǎn)
kubectl taint node <node名稱> key=[value]:effect --overwrite#刪除
kubectl taint node <node名稱> key[=value:effect]-kubectl describe nodes <node名稱> | grep Taints

##舉個(gè)例子##
#給名為 `node-1` 的節(jié)點(diǎn)打上鍵為 `special`，值為 `true` 的污點(diǎn)，并設(shè)置作用為 `NoSchedule`：
kubectl taint node node-1 special=true:NoSchedule這將導(dǎo)致 Pod 除非聲明容忍該污點(diǎn)，否則不會(huì)被調(diào)度到 `node-1` 節(jié)點(diǎn)上。

7.2 Pod設(shè)置容忍

Pod 可以使用容忍（Toleration）來(lái)聲明對(duì)污點(diǎn)的容忍，以允許在具有相應(yīng)污點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)上調(diào)度。

配置清單格式

#Pod設(shè)置容忍 toleration
spec:tolerations:- key: 污點(diǎn)鍵名operator: Equal|Existsvalue: 污點(diǎn)鍵值effect: NoSchedule|PreferNoSchedule|NoExecute

相關(guān)命令

設(shè)置node節(jié)點(diǎn)不可調(diào)用
kubectl cordon <node名稱>
kubectl uncordon <node名稱>設(shè)置node節(jié)點(diǎn)不可調(diào)用并驅(qū)逐Pod
kubectl drain <node名稱> --ignore-daemonsets --force --delete-emptydir-data

7.3 調(diào)度實(shí)例

1.打上污點(diǎn)

kubectl taint node node01 key1=value1:NoSchedule

2.編寫(xiě)測(cè)試清單文件

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: my-pod
spec:containers:- name: my-appimage: my-app-imagetolerations:- key: "key1"operator: "Equal"value: "value1"effect: "NoSchedule"

3.測(cè)試

kubectl apply -f pod4.yaml -n my-nskubectl get pod -o wide -n my-ns

八、Pod啟動(dòng)階段

8.1 Pod啟動(dòng)過(guò)程

0）控制器創(chuàng)建Pod副本；

1）調(diào)度器scheduler根據(jù)調(diào)度算法選擇一臺(tái)最適合的node節(jié)點(diǎn)調(diào)度Pod；

2）kubelet拉取鏡像；

3）kubelet掛載存儲(chǔ)卷等；

4）kubelet創(chuàng)建并運(yùn)行容器；

5）kubelet根據(jù)容器的探針探測(cè)結(jié)果設(shè)置Pod狀態(tài)。

8.2 Pod生命周期的5種狀態(tài)

?

?

九、小結(jié)

9.1 理論部分

K8S是通過(guò) List-Watch 機(jī)制實(shí)現(xiàn)每個(gè)組件的協(xié)作
controller manager、scheduler、kubelet 通過(guò) List-Watch 機(jī)制監(jiān)聽(tīng) apiserver 發(fā)出的事件，apiserver 通過(guò) List-Watch 機(jī)制監(jiān)聽(tīng) etcd 發(fā)出的事件scheduler的調(diào)度策略：
預(yù)選策略/預(yù)算策略：通過(guò)調(diào)度算法過(guò)濾掉不滿足條件的node節(jié)點(diǎn)；如果沒(méi)有滿足條件的node節(jié)點(diǎn)，Pod會(huì)處于Pending狀態(tài)，直到有符合條件的node節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)
PodFitsResources、PodFitsHost、PodFitsHostPorts、PodSelectorMatches、NoDiskConflict優(yōu)選策略：根據(jù)優(yōu)先級(jí)選項(xiàng)為滿足預(yù)選策略條件的node節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)權(quán)重排序，最終選擇優(yōu)先級(jí)最高的node節(jié)點(diǎn)來(lái)調(diào)度Pod
LeastRequestedPriority、BalancedResourceAllocation、ImageLocalityPriority標(biāo)簽的管理操作：
kubectl label <資源類型> <資源名稱> 標(biāo)簽key=標(biāo)簽value
kubectl label <資源類型> <資源名稱> 標(biāo)簽key=標(biāo)簽value --overwrite
kubectl label <資源類型> <資源名稱> 標(biāo)簽key-kubectl get <資源類型> [資源名稱] --show-labels
kubectl get <資源類型> -l 標(biāo)簽key[=標(biāo)簽value]指定node節(jié)點(diǎn)調(diào)度Pod的方式：
1）使用 nodeName 字段指定node節(jié)點(diǎn)名稱
2）使用 nodeSelector 字段指定node節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽
3）使用 節(jié)點(diǎn)/Pod 親和性
4）使用 節(jié)點(diǎn)設(shè)置污點(diǎn) + Pod設(shè)置容忍親和性：
節(jié)點(diǎn)親和性(nodeAffinity)：匹配指定node節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽，將要部署的Pod調(diào)度到滿足條件的node節(jié)點(diǎn)上Pod親和性(podAffinity)：匹配指定的Pod的標(biāo)簽，將要部署的Pod調(diào)度到與指定Pod所在的node節(jié)點(diǎn)處于同一個(gè)拓?fù)溆虻膎ode節(jié)點(diǎn)上如果有多個(gè)node節(jié)點(diǎn)屬于同一個(gè)拓?fù)溆?#xff0c;通過(guò)Pod親和性部署多個(gè)Pod時(shí)則調(diào)度器會(huì)試圖將Pod均衡的調(diào)度到處于同一個(gè)拓?fù)溆虻膎ode節(jié)點(diǎn)上Pod反親和性(podAntiAffinity)：匹配指定的Pod的標(biāo)簽，將要部署的Pod調(diào)度到與指定Pod所在的node節(jié)點(diǎn)處于不同的拓?fù)溆虻膎ode節(jié)點(diǎn)上如果有多個(gè)node節(jié)點(diǎn)不在同一個(gè)拓?fù)溆?#xff0c;通過(guò)Pod反親和性部署多個(gè)Pod時(shí)則調(diào)度器會(huì)試圖將Pod均衡的調(diào)度到不在同一個(gè)拓?fù)溆虻膎ode節(jié)點(diǎn)上如何判斷是否在同一個(gè)拓?fù)溆?#xff1f;
通過(guò)拓?fù)溆騥ey(topologyKey)判斷，如果有其它node節(jié)點(diǎn)擁有與指定Pod所在的node節(jié)點(diǎn)相同的拓?fù)溆騥ey的標(biāo)簽key和值，那么它們就屬于同一個(gè)拓?fù)溆蛴H和性的策略：
硬策略(required....)：要強(qiáng)制性的滿足條件，如果沒(méi)有滿足條件的node節(jié)點(diǎn)，Pod會(huì)處于Pending狀態(tài)，直到有符合條件的node節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)軟策略(preferred....)：非強(qiáng)制性的，會(huì)優(yōu)先選擇滿足條件的node節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)度，即使沒(méi)有滿足條件的node節(jié)點(diǎn)，Pod依然會(huì)完成調(diào)度節(jié)點(diǎn)設(shè)置污點(diǎn) taint
kubectl taint node <node名稱> key=[value]:effectNoSchedule(一定不會(huì)被調(diào)度)  PreferNoSchedule(盡量不被調(diào)度)  NoExecute(不會(huì)被調(diào)度，并驅(qū)逐Pod)kubectl taint node <node名稱> key=[value]:effect --overwritekubectl taint node <node名稱> key[=value:effect]-kubectl describe nodes <node名稱> | grep TaintsPod設(shè)置容忍 toleration
spec:tolerations:- key: 污點(diǎn)鍵名operator: Equal|Existsvalue: 污點(diǎn)鍵值effect: NoSchedule|PreferNoSchedule|NoExecute設(shè)置node節(jié)點(diǎn)不可調(diào)用
kubectl cordon <node名稱>
kubectl uncordon <node名稱>設(shè)置node節(jié)點(diǎn)不可調(diào)用并驅(qū)逐Pod
kubectl drain <node名稱> --ignore-daemonsets --force --delete-emptydir-dataPod的啟動(dòng)過(guò)程：
0）控制器創(chuàng)建Pod副本
1）調(diào)度器scheduler根據(jù)調(diào)度算法選擇一臺(tái)最適合的node節(jié)點(diǎn)調(diào)度Pod
2）kubelet拉取鏡像
3）kubelet掛載存儲(chǔ)卷等
4）kubelet創(chuàng)建并運(yùn)行容器
5）kubelet根據(jù)容器的探針探測(cè)結(jié)果設(shè)置Pod狀態(tài)Pod生命周期的5種狀態(tài)
Pending    Pod已經(jīng)創(chuàng)建，但是Pod還處于包括未完成調(diào)度到node節(jié)點(diǎn)的過(guò)程或者還處于在鏡像拉取過(guò)程中、存儲(chǔ)卷掛載失敗的情況
Running    Pod所有容器已被創(chuàng)建，且至少有一個(gè)容器正在運(yùn)行
Succeeded  Pod所有容器都已經(jīng)成功退出，且不再重啟。（completed）
Failed     Pod所有容器都退出，且至少有一個(gè)容器是異常退出的。（error）
Unknown    master節(jié)點(diǎn)的controller manager無(wú)法獲取到Pod狀態(tài)，通常是因?yàn)閙aster節(jié)點(diǎn)的apiserver與Pod所在node節(jié)點(diǎn)的kubelet通信失聯(lián)導(dǎo)致的（比如kubelet本身出故障）
總結(jié)：Pod遵循預(yù)定義的生命周期，起始于Pending階段，如果至少其中有一個(gè)主容器正常運(yùn)行，則進(jìn)入Running階段，之后取決于Pod是否有容器以失敗狀態(tài)退出而進(jìn)入Succeeded或者Failed階段。

9.2 K8s常用故障排錯(cuò)流程/手段

kubectl get pods                                   查看Pod的運(yùn)行狀態(tài)和就緒狀態(tài)
kubectl describe <資源類型|pods> <資源名稱>        查看資源的詳細(xì)信息和事件描述，主要是針對(duì)沒(méi)有進(jìn)入Running階段的排查手段
kubectl logs <pod名稱> -c <容器名稱> [-p]          查看Pod容器的進(jìn)程日志，主要是針對(duì)進(jìn)入Running階段后的排查手段
kubectl exec -it <pod名稱> -c <容器名稱> sh|bash   進(jìn)入Pod容器查看容器內(nèi)部相關(guān)的（進(jìn)程、端口、文件等）狀態(tài)信息
kubectl debug -it <pod名稱> --image=<臨時(shí)容器的鏡像名> --target=<目標(biāo)容器>    在Pod中創(chuàng)建臨時(shí)容器進(jìn)入目標(biāo)容器進(jìn)行調(diào)試，主要是針對(duì)沒(méi)有調(diào)試工具的容器使用
nsenter -n --target <容器pid>                      在Pod容器的宿主機(jī)使用nsenter轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)命名空間，直接在宿主機(jī)進(jìn)入目標(biāo)容器的網(wǎng)絡(luò)命名空間進(jìn)行抓包等調(diào)試kubectl get nodes           查看node節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)
kubectl describe nodes      查看node節(jié)點(diǎn)詳細(xì)信息和資源描述
kubectl get cs              查看master組件的健康狀態(tài)
kubectl cluster-info        查看集群信息journalctl -u kubelet -f    跟蹤查看kubelet進(jìn)程日志