标签：ssh   比较   中间   调度策略   节点   ps1   不能   stp   sch   

kubernetes 的调度

标签（空格分隔）： kubernetes系列

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• 一： kubernetes的调度
• 二： kubernetes的节点的亲和性
• 三： kubernetes的污点与容忍
• 四： kubernetes的固定节点

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一：kubernetes的调度

1.1 scheduler 的介绍

Scheduler 是 kubernetes 的调度器，主要的任务是把定义的 pod 分配到集群的节点上。听起来非常简单，但有很多要考虑的问题：

  1.公平：如何保证每个节点都能被分配资源

  2. 资源高效利用：集群所有资源最大化被使用

  3. 效率：调度的性能要好，能够尽快地对大批量的 pod 完成调度工作

  4. 灵活：允许用户根据自己的需求控制调度的逻辑

Sheduler 是作为单独的程序运行的，启动之后会一直坚挺 API Server，获取  PodSpec.NodeName 为空的 pod，对每个 pod 都会创建一个 binding，表明该 pod 应该放到哪个节点上

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1.2 调度过程

调度分为几个部分：首先是过滤掉不满足条件的节点，这个过程称为  predicate ；然后对通过的节点按照优先级排序，这个是  priority；最后从中选择优先级最高的节点。如果中间任何一步骤有错误，就直接返回错误

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Predicate 有一系列的算法可以使用：

  PodFitsResources ：节点上剩余的资源是否大于 pod 请求的资源

  PodFitsHost ：如果 pod 指定了 NodeName，检查节点名称是否和 NodeName 匹配

  PodFitsHostPorts ：节点上已经使用的 port 是否和 pod 申请的 port 冲突

  PodSelectorMatches ：过滤掉和 pod 指定的 label 不匹配的节点

  NoDiskConflict ：已经 mount 的 volume 和 pod 指定的 volume 不冲突，除非它们都是只读

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如果在 predicate 过程中没有合适的节点，pod 会一直在  pending  状态，不断重试调度，直到有节点满足条件。
经过这个步骤，如果有多个节点满足条件，就继续 priorities 过程： 按照优先级大小对节点排序
优先级由一系列键值对组成，键是该优先级项的名称，值是它的权重（该项的重要性）。这些优先级选项包括：

  LeastRequestedPriority ：通过计算 CPU 和 Memory的使用率来决定权重，使用率越低权重越高。换句话说，这个优先级指标倾向于资源使用比例更低的节点

BalancedResourceAllocation ：节点上 CPU 和 Memory使用率越接近，权重越高。这个应该和上面的一起使用，不应该单独使用

ImageLocalityPriority：倾向于已经有要使用镜像的节点，镜像总大小值越大，权重越高通过算法对所有的优先级项目和权重进行计算，得出最终的结果

二： kubernetes 调度的亲和性

键值运算关系

In：label 的值在某个列表中

NotIn：label 的值不在某个列表中

Gt：label 的值大于某个值

Lt：label 的值小于某个值

Exists：某个 label 存在

DoesNotExist：某个 label 不存在

2.1 节点亲和性

节点亲和性
pod.spec.nodeAffinity

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软策略
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬策略

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 

vim affit1.yaml
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apiVersion: v1
kind: Pod 
metadata:
  name: affinity
  labels:
    app: node-affinity-pod
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: wangyanglinux/myapp:v1
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/hostname
            operator: NotIn
            values:
            - node02.flyfish
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kubectl get pod --show-labes 

排除operator:NotIn  就是不在 node02.flyfish 运行

kubectl apply -f affit1.yaml

kubectl get pod 

kubernetes.io/hostname： 
kubectl get node --show-labels

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vim aifft2.yaml

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: affinity1
  labels:
    app: node-affinity-pod1
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity1
    image: wangyanglinux/myapp:v1
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/hostname
            operator: In
            values:
            - node03.flyfish

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在node03.flyfish 节点上 运行
kubectl apply -f aifft2.yaml

vim aifft3.yaml

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: affinity2
  labels:
    app: node-affinity-pod2
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity2
    image: wangyanglinux/myapp:v1
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/hostname
            operator: NotIn
            values:
            - node03.flyfish
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不在node03.flyfish 运行

kubectl apply -f aifft3.yaml

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preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软策略

vim prefer.yaml
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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: affinity
  labels:
    app: node-affinity-pod
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: wangyanglinux/myapp:v1
  affinity:
    nodeAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: source
            operator: In
            values:
            - node04.flyfish
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软策略 如果节点 存在 者 在这个节点上面运行，如果节点不存在者会随便选择一个节点去运行
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kubectl apply -f perfer.yaml

kubectl get pod -o wide 

vim perfer1.yaml
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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: affinity1
  labels:
    app: node-affinity-pod1
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity1
    image: wangyanglinux/myapp:v1
  affinity:
    nodeAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: source
            operator: In
            values:
            - node03.flyfish
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因为node3.flyfish 这个节点存在 所以 就会在node03.flyfish 这个节点上面运行

kubectl apply -f perfer1.yaml
kubectl get pod -o wide

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合体使用
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vim perfer3.yaml

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: affinity2
  labels:
    app: node-affinity-pod2
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity2
    image: wangyanglinux/myapp:v1
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/hostname
            operator: NotIn
            values:
            - node02.flyfish
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: source
            operator: In
            values:
            - node03.flyfish
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从上到下 进行亲和性 匹配 先满足硬 匹配在满足软匹配

kubectl apply -f perfer3.yaml
kubectl get pod -o wide 

2.2 pod 亲和性

pod.spec.affinity.podAffinity/podAntiAffinity

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软策略
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬策略

新建一个node01 的 pod
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vim node01.yaml
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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: node01
  labels:
    app: node01
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity1
    image: wangyanglinux/myapp:v1
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kubectl apply -f node01.yaml

kubectl get pod -o wide 
在 node02.flyfish 上面运行

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vim pod1.yaml
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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-3
  labels:
    app: pod-3
spec:
  containers:
  - name: pod-3
    image: wangyanglinux/myapp:v1
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: app
            operator: In
            values:
            - node01
        topologyKey: kubernetes.io/hostname

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pod-3 这个pod 必须和node01 的 pod 在一个节点上面

kubectl apply -f pod1.yaml

kubectl get pod -o wide 

vim pod2.yaml
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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-4
  labels:
    app: pod-4
spec:
  containers:
  - name: pod-4
    image: wangyanglinux/myapp:v1
  affinity:
    podAntiAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: app
            operator: In
            values:
            - node01
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
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必须和 node01 的pod 不在同一个节点

kubectl apply -f pod2.yaml

kubectl get pod -o wide 

2.3 亲和性/反亲和性调度策略比较如下：

三：kubernetes 的污点与容忍

3.1 Taint 和 Toleration

节点亲和性，是 pod 的一种属性（偏好或硬性要求），它使 pod 被吸引到一类特定的节点。Taint 则相反，它使
节点 能够 排斥 一类特定的 pod

Taint 和 toleration 相互配合，可以用来避免 pod 被分配到不合适的节点上。每个节点上都可以应用一个或多个
taint ，这表示对于那些不能容忍这些 taint 的 pod，是不会被该节点接受的。如果将 toleration 应用于 pod
上，则表示这些 pod 可以（但不要求）被调度到具有匹配 taint 的节点上

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3.2 污点(Taint)

Ⅰ、 污点 ( Taint ) 的组成
使用  kubectl taint 命令可以给某个 Node 节点设置污点，Node 被设置上污点之后就和 Pod 之间存在了一种相
斥的关系，可以让 Node 拒绝 Pod 的调度执行，甚至将 Node 已经存在的 Pod 驱逐出去

每个污点的组成如下：
每个污点有一个 key 和 value 作为污点的标签，其中 value 可以为空，effect 描述污点的作用。当前 taint

key=value:effect

effect 支持如下三个选项：

NoSchedule ：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
PreferNoSchedule ：表示 k8s 将尽量避免将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
NoExecute ：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上，同时会将 Node 上已经存在的 Pod 驱
逐出去

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kubectl get node 

kubectl describe node node01.flyfish |grep Taints 

3.3 污点的设置、查看和去除

# 设置污点
kubectl taint nodes node1.flyfish key1=value1:NoSchedule
# 节点说明中，查找 Taints 字段
kubectl describe pod pod-name
# 去除污点
kubectl taint nodes node1 key1:NoSchedule-

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驱逐 node03.flyfish 节点上面的 pod
kubectl taint nodes node03.flyfish check=flyfish:NoExecute

因为 此处的pod 不是使用deployment 创建的 自主式pod 驱逐就没有了

3.4 容忍(Tolerations)

设置了污点的 Node 将根据 taint 的 effect：NoSchedule、PreferNoSchedule、NoExecute 和 Pod 之间产生
互斥的关系，Pod 将在一定程度上不会被调度到 Node 上。 但我们可以在 Pod 上设置容忍 ( Toleration ) ，意思
是设置了容忍的 Pod 将可以容忍污点的存在，可以被调度到存在污点的 Node 上

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pod.spec.tolerations
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tolerations:
- key: "key1"
operator: "Equal"
value: "value1"
effect: "NoSchedule"
tolerationSeconds: 3600
- key: "key1"
operator: "Equal"
value: "value1"
effect: "NoExecute"
- key: "key2"
operator: "Exists"
effect: "NoSchedule"
------

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vim pod5.yaml
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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-5
  labels:
    app: pod-5
spec:
  containers:
  - name: pod-5
    image: wangyanglinux/myapp:v1
  tolerations:
  - key: "check"
    operator: "Equal"
    value: "flyfish"
    effect: "NoExecute"
    tolerationSeconds: 3600

    容忍 3600s 在节点上面运行
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驱逐node02.flyfish 上面的pod
kubectl taint nodes node02.flyfish check=flyfish:NoExecute 

kubectl apply -f pod5.yaml 

其中 key, vaule, effect 要与 Node 上设置的 taint 保持一致
operator 的值为 Exists 将会忽略 value 值
tolerationSeconds 用于描述当 Pod 需要被驱逐时可以在 Pod 上继续保留运行的时间

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1.当不指定 key 值时，表示容忍所有的污点 key：

tolerations:
- operator: "Exists"

2.当不指定 effect 值时，表示容忍所有的污点作用

tolerations:
- key: "key"
operator: "Exists"

3. 有多个 Master 存在时，防止资源浪费，可以如下设置

kubectl taint nodes node01.flyfish node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule

这样主节点上面 也可以 运行pod 了

去除node02.flyfish 与node03.flyfish的污点

kubectl taint nodes node02.flyfish check=flyfish:NoExecute-
kubectl taint nodes node03.flyfish check=flyfish:NoExecute-

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四： kubernetes的固定节点

1、Pod.spec.nodeName 将 Pod 直接调度到指定的 Node 节点上，会跳过 Scheduler      的调度策略，该匹配规则是强制匹配
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vim pod.yaml 
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apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: myweb
spec:
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myweb
    spec:
      nodeName: node02.flyfish
      containers:
      - name: myweb
        image: wangyanglinux/myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 80
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kubectl apply -f pod.yaml

kubectl get pod -o wide 

强制pod 运行在node02.flyfish上面

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Pod.spec.nodeSelector：通过 kubernetes 的 label-selector 机制选择节点，由调度器调度策略匹配 label，
而后调度 Pod 到目标节点，该匹配规则属于强制约束
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vim pod1.yaml 
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apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: myweb222
spec:
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myweb
    spec:
      nodeSelector:
        disk: ssd
      containers:
      - name: myweb
        image: wangyanglinux/myapp:v1
        ports:
        - containerPort: 80
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kubectl apply -f pod1.yaml

必须存在labels  disk：ssd 才能运行pod

将 node03.flyfish 打上 disk:ssd 标签

kubectl label node node03.flyfish disk=sshd 

kubectl get pod -o wide 

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kubernetes 的调度

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原文地址：https://blog.51cto.com/flyfish225/2483131