亲和性（Affinity）和反亲和性（Anti-Affinity）

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已于 2025-02-05 15:53:28 修改

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分类专栏： K8s 文章标签： kubernetes 容器云原生

于 2023-02-24 12:37:51 首次发布

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文章介绍了Kubernetes的nodeAffinity和podAntiAffinity机制，nodeAffinity用于指定Pod应调度到的节点，确保Pod在特定条件下运行；podAntiAffinity则防止相同应用或服务的Pod在同一节点上部署，提高系统可用性和鲁棒性。这两种机制提供了灵活的集群资源管理策略。

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目录标题

Kubernetes 亲和性与反亲和性调度笔记

Kubernetes 亲和性与反亲和性调度笔记

一、亲和性概述

在 Kubernetes 中，亲和性机制对于 Pod 的调度和部署起着关键作用，它能够帮助我们更精准地控制 Pod 在节点上的分布，提升应用的可用性、性能和资源利用率。下面将介绍两种重要的亲和性机制：nodeAffinity 和 podAntiAffinity。

1.1 相关参考资料

亲和性相关图片

二、nodeAffinity

2.1 概念

nodeAffinity 用于指定 Pod 应该调度到哪些节点上运行。借助 nodeAffinity，我们可以确保 Pod 运行在特定的节点集合中，或者避免其运行在某些不期望的节点上。它主要通过节点标签或其他属性来定义节点的选择条件。

2.2 示例代码

nodeAffinity:
  requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
    nodeSelectorTerms:
    - matchExpressions:
      - key: bpx/node
        operator: Exists

2.3 代码解释

上述代码中，requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 表示在调度时必须满足该亲和性规则，但在 Pod 运行后节点标签发生变化时，不会影响 Pod 的运行。matchExpressions 定义了匹配规则，这里 key 为 bpx/node，operator 为 Exists，意味着调度器会选择带有 bpx/node 标签的节点来运行 Pod。

nodeAffinity 示例图片

三、podAntiAffinity

3.1 概念

podAntiAffinity 用于指定 Pod 不能与哪些 Pod 部署在同一个节点上。通过使用 podAntiAffinity，可以避免在同一个节点上部署相同的应用程序或服务，从而提高应用程序的可用性和鲁棒性。当某个节点出现故障时，由于相同应用的 Pod 分布在不同节点，不会导致整个应用不可用。

3.2 示例代码及解释

3.2.1 首选反亲和性规则

podAntiAffinity:
  preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
  - podAffinityTerm:
      labelSelector:
        matchLabels:
          DBType: mysql
          Type: Database
      topologyKey: kubernetes.io/hostname
    weight: 100

此代码中，preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 表示调度器会尽量遵循该反亲和性规则，但不是强制要求。podAffinityTerm 定义了反亲和性的具体规则，labelSelector 中的 matchLabels 指定了要匹配的 Pod 标签，这里是 DBType: mysql 和 Type: Database。topologyKey 为 kubernetes.io/hostname，意味着调度器会尽量避免将带有这些标签的 Pod 调度到同一个主机名的节点上。weight 为 100，表示该规则的优先级权重，权重越高，调度器越会优先考虑遵循此规则。

podAntiAffinity 首选规则示例图片

3.2.2 强制反亲和性规则

affinity:
  podAntiAffinity:
    requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
    - labelSelector:
        matchLabels:
          io.cilium/app: operator
      topologyKey: kubernetes.io/hostname

这里使用了 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution，表示调度时必须遵循该反亲和性规则。调度器会确保带有 io.cilium/app: operator 标签的 Pod 不会被调度到同一个主机名的节点上。

四、总结

nodeAffinity 和 podAntiAffinity 都是 Kubernetes 中非常实用的调度机制，但使用场景不同。如果需要控制 Pod 运行的节点，应该使用 nodeAffinity；如果需要避免在同一个节点上部署相同的应用程序或服务，应该使用 podAntiAffinity。通过合理运用这两种机制，可以更好地管理和优化 Kubernetes 集群中的 Pod 部署。