Kubernetes应用高可用保障：深入理解PodDisruptionBudget

宫文琼Perfect

于 2025-06-09 09:06:40 发布

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Kubernetes应用高可用保障：深入理解PodDisruptionBudget

website Kubernetes website and documentation repo: 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/webs/website

概述

在Kubernetes集群管理中，确保应用的高可用性是一个关键目标。PodDisruptionBudget（PDB）是Kubernetes提供的一个强大机制，它允许应用管理员在集群维护操作（如节点排空或升级）期间，控制应用可以承受的中断程度。本文将深入解析PDB的工作原理、使用场景和最佳实践。

PDB基本概念

PodDisruptionBudget是一种Kubernetes资源对象，它定义了在自愿中断（voluntary disruptions）期间，应用可以容忍的Pod不可用数量或比例。自愿中断包括管理员主动执行的集群维护操作，如节点排空（drain）或集群升级等。

PDB的核心字段

一个PDB定义包含三个关键字段：

selector：标签选择器，用于确定PDB保护哪些Pod
minAvailable：必须保持可用的最小Pod数量或百分比
maxUnavailable：允许的最大不可用Pod数量或百分比

注意：minAvailable和maxUnavailable是互斥的，一个PDB只能指定其中一个。

PDB使用场景分析

无状态前端服务

需求：确保服务容量不会减少超过10%

解决方案：设置minAvailable为90%

apiVersion: policy/v1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
  name: frontend-pdb
spec:
  minAvailable: "90%"
  selector:
    matchLabels:
      app: frontend

单实例有状态应用

需求：除非管理员明确沟通，否则不应终止此应用

解决方案1：不使用PDB，容忍偶尔的中断

解决方案2：设置maxUnavailable=0，并建立外部沟通机制

apiVersion: policy/v1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
  name: single-instance-pdb
spec:
  maxUnavailable: 0
  selector:
    matchLabels:
      app: critical-db

多实例有状态集群（如ZooKeeper、etcd）

需求：确保不会低于法定节点数

解决方案1：设置maxUnavailable=1（适用于不同规模的集群）

解决方案2：设置minAvailable为法定节点数（如3节点集群设为3）

apiVersion: policy/v1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
  name: zk-quorum-pdb
spec:
  minAvailable: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: zookeeper

数值指定与舍入规则

PDB支持两种数值指定方式：

绝对数值：如minAvailable: 5表示必须保持5个Pod可用
百分比：如minAvailable: "50%"表示保持至少50%的Pod可用

百分比值会向上取整。例如，7个Pod设置minAvailable为"50%"时，Kubernetes会保持至少4个Pod可用（7×50%=3.5，向上取整为4）。

创建和管理PDB

创建PDB

通过YAML文件定义PDB：

apiVersion: policy/v1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
  name: myapp-pdb
spec:
  maxUnavailable: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp

然后应用该配置：

kubectl apply -f myapp-pdb.yaml

检查PDB状态

查看PDB状态：

kubectl get poddisruptionbudgets

输出示例：

NAME        MIN AVAILABLE   MAX UNAVAILABLE   ALLOWED DISRUPTIONS   AGE
myapp-pdb   N/A             1                 1                     10m

获取详细状态信息：

kubectl get poddisruptionbudgets myapp-pdb -o yaml

高级主题

不健康Pod的驱逐策略

Kubernetes 1.26+引入了unhealthyPodEvictionPolicy字段，控制不健康Pod的驱逐行为：

IfHealthyBudget（默认）：只有当应用未中断时，才允许驱逐不健康Pod
AlwaysAllow：总是允许驱逐不健康Pod，即使应用已经中断

apiVersion: policy/v1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
  name: myapp-pdb
spec:
  maxUnavailable: 1
  unhealthyPodEvictionPolicy: AlwaysAllow
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp