一、亲和性调度简介

1.1 亲和性简介

亲和性调度是指通过配置的形式，实现优先选择满足条件的Node进行调度，如果没有，也可以调度到不满足条件的节点上，使调度更加灵活

亲和性（Affinity）主要分为三类：

节点亲和性（nodeAffinity）：以node为目标，解决pod可以调度到哪些node的问题
pod亲和性（podAffinity）：以pod为目标，解决pod可以和哪些已经存在pod部署到同一个拓扑域中的问题
pod反亲和性（podAntiAffinity）：以pod为目标，解决pod不能和哪些已存在的pod部署在统一个拓扑域中的问题

1.2 亲和性和反亲和性说明

亲和性：如果两个应用频繁交互，那就有必要利用亲和性让两个应用尽可能靠近，这样可以减少因网络通信而带来的性能损耗
反亲和性：当应用采用多副本部署时，有必要采用反亲和性让各个应用实例分布在各个node节点上，这样可以提高服务的高可用性

二、亲和性配置

2.1 节点亲和性（NodeAffinity）

2.1.1 NodeAffinity配置项说明

pod.spec.affinity.nodeAffinity
  requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution   Node节点必须满足指定的所有规则才可以，相当于硬限制
    nodeSelectorTerms    节点选择列表
      matchFields     按节点字段列出的节点选择器要求列表
      matchExpressions    按节点标签列出的节点选择器要求列表（推荐）
        key    键
        values    值
        operator    关系符，支持Exists，DoesNotExist，In，NotIn，Gt，Lt
  preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution    优先调整到满足指定的规则的Node，相当于软限制（倾向）
    preference    一个节点选择器，与相应的权重相关联
      matchFields  按节点字段列出的节点选择器要求列表
      matchExpressions    按节点标签列出的节点选择器要求列表（推荐）
        key    键
        values    值
        operator    关系符，支持In，NotIn，Exists，DoesNotExist，Gt，Lt
    weight    倾向权重，范围1-100

关系运算符说明：

  - matchExpressions:
    - key: nodeenv               # 匹配存在标签的key为nodeenv的节点
      operator： Exists
    - key: nodeenv               # 匹配标签的key为nodeenv，且value是 "xxx" 或 "yyy" 的节点
      operator: In
      values: ["xxx","yyy"]
    - key: nodeenv               # 匹配标签的key为nodeenv，且value大于 "xxx" 的节点
      operator: Gt
      values: "xxx"

2.1.2 使用required类型的节点亲和性

首先使用如下命令先给node1和node2打标签

[root@master resource_manage]# kubectl label nodes node1 nodeenv=test
node/node1 labeled
[root@master resource_manage]# kubectl label nodes node2 nodeenv=demo
node/node2 labeled
[root@master resource_manage]# kubectl get node --show-labels
NAME     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION   LABELS
master   Ready    control-plane,master   10d   v1.21.2   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=master,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/control-plane=,node-role.kubernetes.io/master=,node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers=
node1    Ready    <none>                 10d   v1.21.2   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node1,kubernetes.io/os=linux,nodeenv=test
node2    Ready    <none>                 10d   v1.21.2   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node2,kubernetes.io/os=linux,nodeenv=demo
[root@master resource_manage]#

编辑pod_nodeaffinity_required.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: nodeenv
            operator: In
            values: ["demo","demo1"]

使用如下命令创建资源

[root@master resource_manage]# kubectl apply -f pod_nodeaffinity_required.yaml
namespace/dev unchanged
pod/pod-nginx created
[root@master resource_manage]#

如下，可以查询到被调度到node2节点上，符合设置调度规则

[root@master resource_manage]# kubectl get pod -n dev -o wide
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP            NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-nginx   1/1     Running   0          118s   10.244.2.45   node2   <none>           <none>
[root@master resource_manage]#

如下，删除资源

[root@master resource_manage]# kubectl delete -f pod_nodeaffinity_required.yaml
namespace "dev" deleted
pod "pod-nginx" deleted
[root@master resource_manage]#

2.1.3 使用prefered类型的节点亲和性

编辑pod_nodeaffinity_preferred.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  affinity:
    nodeAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 10
        preference:
          matchExpressions:
          - key: nodeenv
            operator: In
            values: ["demo2","demo1"]

使用如下命令创建资源

[root@master resource_manage]# kubectl apply -f pod_nodeaffinity_preferred.yaml
namespace/dev unchanged
pod/pod-nginx created
[root@master resource_manage]#

查看结果如下，虽然这里不符合调度条件，但仍然能调度到node2节点，因为这里的调度不是强制性的

[root@master resource_manage]# kubectl get pod -n dev -o wide
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-nginx   1/1     Running   0          57m   10.244.2.46   node2   <none>           <none>
[root@master resource_manage]#

使用如下命令删除资源

[root@master resource_manage]# kubectl delete -f pod_nodeaffinity_preferred.yaml
namespace "dev" deleted
pod "pod-nginx" deleted
[root@master resource_manage]#

2.1.4 Node亲和性注意事项

1 如果同时定义了nodeSelector和NodeAffinity，name必须两个条件都得到满足，Pod才能运行在指定的Node上
2 如果NodeAffinity指定了多个nodeSelectorTerms，name只需要其中一个能匹配成功即可
3 如果一个nodeSelectorTerms中有多个matchExpressions，则一个节点必须满足左右的才能匹配成功
4 如果一个pod所在的Node在Pod运行期间其标签发生了改变，不再符合该Pod的节点亲和性需求，则系统忽略此变化

2.2 Pod亲和性（PodAffinity）

2.2.1 Pod亲和性配置项

pod.spec.affinity.podAffinity
  requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution    硬限制
    namespace      指定参照pod的namespace
    topologyKey    指定调度作用域
    labelSelector  标签选择器
      matchExpressions    按节点标签列出的节点选择器要求列出（推荐）
        key        键
        values     值
        operator   关系符，支持 In，NotIn，Exists，NoesNotExist
      matchLabels   指多个matchExpressions映射的内容
  preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution    软限制
    PodAffinityTerm  选项
      namespace
      topologyKey
      labelSelector
        matchExpressions：
          key       键
          values    值
          operator
    matchLabels

其中topologyKey用于指定调度的作用域，如：

如果指定为Kubernetes.io/hostname，那就是以Node节点为分区范围
如果指定为beta.kubernets.io/os，则以node节点的操作系统类型来区分

2.2.2 Pod亲和性实例演示

首先使用如下pod_podaffinnity_target.yaml文件创建一个dev命名空间以及一个目标Pod

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-podaffinity-target
  namespace: dev
  labels:
    podenv: pro
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  nodeName: node1

使用如下命令创建资源

[root@master resource_manage]# kubectl apply -f pod_podaffinnity_target.yaml
namespace/dev created
pod/pod-podaffinity-target created
[root@master resource_manage]#

然后编写pod亲和性的yaml文件pod_podaffinity_required.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-podaffinity-required
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: podenv
            operator: In
            values: ["pro"]
        topologyKey: kubernetes.io/hostname

使用如下命令创建资源

[root@master resource_manage]# kubectl apply -f pod_podaffinity_required.yaml
pod/pod-podaffinity-required created
[root@master resource_manage]#

通过如下命令可以查看到pod亲和性生效了，此两个pod在一个节点上

[root@master resource_manage]# kubectl get pod -n dev -o wide
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP            NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-podaffinity-required   1/1     Running   0          2m7s   10.244.1.21   node1   <none>           <none>
pod-podaffinity-target     1/1     Running   0          13m    10.244.1.20   node1   <none>           <none>
[root@master resource_manage]#

2.3 Pod反亲和性（PodAntiAffinity）

Pod 反亲和性主要是设置新建的pod与已知pod不在同一个节点上，配置内容和pod亲和性几乎完全一样，这里直接以实例演示
首先使用如下pod_podaffinnity_target.yaml文件创建一个dev命名空间以及一个目标Pod

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-podaffinity-target
  namespace: dev
  labels:
    podenv: pro
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  nodeName: node1

使用如下命令创建资源

[root@master resource_manage]# kubectl apply -f pod_podaffinnity_target.yaml
namespace/dev created
pod/pod-podaffinity-target created
[root@master resource_manage]#

然后编辑pod反亲和性yaml文件pod_podantiaffinity_required.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-podaffinity-required
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  affinity:
    podAntiAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: podenv
            operator: In
            values: ["pro"]
        topologyKey: kubernetes.io/hostname

然后使用如下命令创建

[root@master resource_manage]# kubectl apply -f pod_podantiaffinity_required.yaml
pod/pod-podaffinity-required created
[root@master resource_manage]#

通过如下命令可以看出此时两个pod已经分别在两个节点上了

[root@master resource_manage]# kubectl get pod -n dev -o wide
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-podaffinity-required   1/1     Running   0          79s     10.244.2.47   node2   <none>           <none>
pod-podaffinity-target     1/1     Running   0          2m42s   10.244.1.22   node1   <none>           <none>
[root@master resource_manage]#

Kubernetes----Pod亲和性调度

一、亲和性调度简介

1.1 亲和性简介

1.2 亲和性和反亲和性说明

二、亲和性配置

2.1 节点亲和性（NodeAffinity）

2.1.1 NodeAffinity配置项说明

2.1.2 使用required类型的节点亲和性

2.1.3 使用prefered类型的节点亲和性

2.1.4 Node亲和性注意事项

2.2 Pod亲和性（PodAffinity）

2.2.1 Pod亲和性配置项

2.2.2 Pod亲和性实例演示

2.3 Pod反亲和性（PodAntiAffinity）

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

推荐镜像

热门

活动广场

任务中心

开发者评测

高校计划

乘风者计划

训练营

阿里云MVP

话题

直播

下载

镜像站

技术资料

插件

Kubernetes----Pod亲和性调度

一、亲和性调度简介

1.1 亲和性简介

1.2 亲和性和反亲和性说明

二、亲和性配置

2.1 节点亲和性（NodeAffinity）

2.1.1 NodeAffinity配置项说明

2.1.2 使用required类型的节点亲和性

2.1.3 使用prefered类型的节点亲和性

2.1.4 Node亲和性注意事项

2.2 Pod亲和性（PodAffinity）

2.2.1 Pod亲和性配置项

2.2.2 Pod亲和性实例演示

2.3 Pod反亲和性（PodAntiAffinity）

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

推荐镜像