Kubernetes 10 （调度、nodeName、nodeSelector、Taints污点）

一、kubernetes调度简介

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。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：查看
调度框架：查看

二、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。

示例：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginx
spec:containers:- name: nginximage: nginxnodeName: server3

三、nodeSelector

nodeSelector 是节点选择约束的最简单推荐形式，它的原理是匹配某些特殊的标签，满足该条件的节点就可以被调度过去。

创建目录，编写资源清单；
env: test ：该pod的标签是env=test
nodeSelector: 选择标签disktype=ssd的node

查看node节点的标签

server2应用pod.yaml文件，创建pod，查看状态为pending，因为三个node节点都没有ssd这个标签；
给server3加标签disktype=ssd；
再次查看pod的状态为running

再次查看node节点的标签

server3删除标签后，查看pod的状态，还是running，这是因为，pod已经调度过去了，删除标签也不影响

1.节点亲和

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
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。

参考：查看

编辑pod1.yaml，设置由节点server3/4调度是必须满足的条件；

nodeAffinity:	node亲和性
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:	必须满足该模块的条件
operator: In		%以下条件在列表内，才可调度
values:		调度的节点必须是server3或server4
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:	 优先匹配满足该模块条件的节点
- key: disktype		%匹配条件是disktype这个键值为ssd

有disktype=ssd标签为倾向满足的条件，权重为1；
应用配置，创建pod，由于现在server3/4都没有ssd这个标签，且都满足硬性条件，所以随机调度到了server3

删除上个pod，给server4添加disktype=ssd标签，再次创建pod，可以看到调度到了server4

查看详细信息也可以看到，该pod由于node的亲和性，调度到了server4

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

2.pod亲和与反亲和

（1）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。）

（2）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。

（3）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。

（4）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。

首先删除之前的pod，编辑 pod2.yaml 文件，labels: 名为nginx这个pod的标签是app=nginx；
应用配置，查看pod被分配到了server3节点；

真机将 mysql-xtrabackup 压缩包发送给server1

server1导入镜像，并上传至仓库

server2继续编辑pod2.yaml；
labels: 名为mysql这个pod的标签是app=mysql；
env: 环境变量，在环境变量中设置键值对MYSQL_ROOT_PASSWORD=westos；
podAffinity: pod亲和性，设置将app=nginx标签为必须满足的条件

应用配置，名为mysql的pod被创建；

查看两个pod，他们在同一个节点上，因为mysql专门匹配有nginx这个标签的pod，nginx去哪个节点，mysql就去哪个节点，生产环境中也确实有这种需要，nginx服务和mysql数据库要放在一起

然后测试pod的反亲和；
修改pod2.yaml 文件，由原来的pod亲和变为pod反亲和


应用资源配置文件创建pod，可以看到mysql和nginx两个pod被调度到不同的节点上了

四、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。

3、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。

由于server2是集群的master，所以一般部署pod时候不选择该节点为部署节点，原因就在与server2有污点：NoSchedule

server2创建taint目录，编辑pod.yaml文件，设定匹配标签roles=master的节点

给server2添加roles=master标签

应用pod.yaml，可以看到被创建的nginx这个pod状态是Pending

原因是创建pod时，pod要寻找标签是roles=master的节点，也就是server2，但是server2上有污点NoSchedule，因此pod就无法调度到server2，那么pod只能等待。说明标签选择无法覆盖污点

五、设定tolerations容忍标签

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。

删除前面实验用的pod，重新编辑pod.yaml文件；

设置容忍NoSchedule这个污点，即如果目标节点有NoSchedule这个污点那么无视该污点；
应用pod.yaml 文件，查看状态，此时pod被调度到了server2上，状态为running

删除上个的pod，给server3也添加一个污点，NoSchedule

修改pod.yaml 文件，注释掉匹配标签模块和容忍模块；
应用pod.yaml 文件，节点只能被调度到server4，因为server2和server3都有污点

删除pod，查看所有节点及其标签，可以看到server4的标签disktype=ssd（ 使用 kubectl label nodes server4 disktype=ssd 为server4添加标签 ）

编辑pod.yaml配置文件，设置匹配标签disktype=ssd，容忍NoSchedule这个污点；
应用配置，pod被调度到server4

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。被驱逐到其他node节点。

给server4添加污点key=value:NoExecute，可以看到添加完成后，之前在server4上的pod立马被驱离了（驱逐到server3上了）

查看server4docker镜像（很少），之前拉取的镜像都没了，只剩下k8s集群所必须的镜像了

server3 docker镜像（13个）


测试完成后，取消server4的污点

六、cordon隔离、drain、delete

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。

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。

隔离server4，可以看到server4状态为SchedulingDisabled，新的pod不会被调度到server4；
取消隔离后，恢复正常

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；

驱逐server3时，显示错误，是因为每个节点都部署有daemonset这个控制器，和驱逐策略冲突，所以我们需要忽略daemonset产生的pod，把其他pod驱逐；
查看状态会显示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

删除server4；

如要恢复调度，需在node节点server4，重启kubelet服务，重新连接master（基于node的自注册功能,恢复使用）

server4状态恢复正常

如果我们想要再添加一个新的节点，如何操作呢；
由于初始化时产生的token只有24小时的有效期，所以需要重新建立token；
然后把这个新的token给准备添加的节点，加入集群。

还需要token-cert-hash：这个值不会变化，可以查到

然后用下述指令加入集群即可

kubeadm join 172.25.36.2:6443 --token ******** --discovery-token-ca-cert-hash sha256：*******************