k8s taints 避免Pod 调度到特定Node 上

博客介绍了Taints,它是带effect的特殊label,对Pod有排斥性,包括硬性排斥NoSchedule和软性排斥PreferNoSchedule。系统创建的taint附带时间戳,effect为NoExecute可触发对Pod的超时驱逐。还说明了其典型用法及添加、删除taint的命令。

Taints:避免Pod 调度到特定Node 上

在这里插入图片描述

  • 带effect的特殊label,对Pod有排斥性
    –硬性排斥NoSchedule
    –软性排斥PreferNoSchedule
  • 系统创建的taint附带时间戳
    –effect为NoExecute
    –便于触发对Pod的超时驱逐
  • 典型用法:预留特殊节点做特殊用途

给node添加taint
kubectl taint node node-n1 foo=bar:NoSchedule
删除taint
kubectl taint node node-n1 foo:NoSchedule-

apiVersion: v1
kind: Node
metadata:
labels:
beta.kubernetes.io/arch: amd64
beta.kubernetes.io/os: linux
kubernetes.io/hostname: node-n1
name: node-n1
spec:
externalID: node-n1
taints:
-effect: NoSchedule
key: accelerator
timeAdded: null
value: gpu
status: {...}
给node添加taint
kubectltaint
<think>我们正在讨论Kubernetes中Pod调度机制和流程。根据引用内容,Kubernetes提供了多种调度方式,包括自动调度、定向调度、亲和性调度和污点(容忍)调度调度过程主要由Scheduler组件完成,它根据一系列算法决定Pod运行在哪个节点上。 调度过程详解: 1. 自动调度:完全由Scheduler根据节点资源、负载均衡策略、数据局部性等算法自动选择节点。用户无法干预(引用[1]和引用[3])。 2. 定向调度:通过NodeName或NodeSelector指定节点(引用[1]和引用[3])。 - NodeName:直接在Pod配置中指定节点名称,Pod将被调度到该节点(如果该节点存在且满足资源要求)。 - NodeSelector:通过标签选择器(labels)匹配节点。例如,给节点打上标签,然后在Pod的spec中指定nodeSelector字段。 3. 亲和性调度NodeAffinity, PodAffinity, PodAntiAffinity):更灵活的调度规则(引用[1])。 - NodeAffinity:节点亲和性,根据节点标签决定Pod调度位置(类似于NodeSelector,但更强大,支持硬性要求和软性要求)。 - PodAffinity:Pod亲和性,将Pod调度到与某些Pod在同一节点(或同一拓扑域)的节点上。 - PodAntiAffinity:Pod反亲和性,避免Pod调度到与某些Pod在同一节点(或同一拓扑域)的节点上(用于避免单点故障等)。 4. 污点(Taints)和容忍(Toleration):用于节点排斥Pod的一种机制(引用[1]和引用[4])。 - 污点:节点可以设置污点,这样只有容忍这些污点的Pod才能被调度到该节点。 - 污点类型(Effect)有三种:NoSchedule(不容忍则不调度)、PreferNoSchedule(尽量不调度)、NoExecute(不容忍则驱逐已有Pod)。 - 容忍:在Pod上配置Toleration,使其能够被调度到有污点的节点上。 调度流程: 1. 创建Pod时,Pod进入待调度状态。 2. Scheduler监听未调度Pod,通过以下步骤选择节点: a. 过滤(Predicate):排除不满足条件的节点(如资源不足、节点Selector不匹配、污点不容忍等)。 b. 评分(Priority):对过滤后的节点打分,选择最高分的节点。 3. 将Pod绑定到选中的节点(Bind)。 4. 节点上的kubelet接管Pod,创建容器。 此外,Kubernetes还提供了一些控制器来自动管理Pod,如HPA(Horizontal Pod Autoscaler)根据负载自动调整Pod数量(引用[2])。 下面是一个使用NodeSelector的Pod配置示例: ```yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: nginx labels: env: test spec: containers: - name: nginx image: nginx imagePullPolicy: IfNotPresent nodeSelector: disktype: ssd # 选择带有标签disktype=ssd的节点 ``` 关于污点的操作示例: 给节点添加污点: ```bash kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule ``` 在Pod中配置容忍: ```yaml tolerations: - key: "key" operator: "Equal" value: "value" effect: "NoSchedule" ``` 以上是Kubernetes Pod调度的基本机制和流程。 现在根据要求生成相关问题:</think>### Kubernetes Pod 调度过程详解 Kubernetes Pod 调度是将 Pod 分配到集群中合适节点的过程,主要由 **kube-scheduler** 组件实现。以下是完整的调度流程和机制: #### 一、调度流程 1. **Pod 创建** 用户通过 `kubectl` 或 API 创建 Pod 后,Pod 进入 `Pending` 状态。 2. **调度器监听** kube-scheduler 持续监听 API Server,发现未调度Pod(`spec.nodeName` 为空)。 3. **过滤阶段(Predicates)** 排除不满足条件的节点: - 节点资源不足(CPU/内存) - 节点有不可容忍的污点(Taints) - 端口冲突 - 不匹配节点选择器(NodeSelector) - 不满足亲和性规则 *输出候选节点列表* 4. **评分阶段(Priorities)** 对候选节点评分(0-10分),优先级包括: - 资源均衡性(如平衡 CPU 分配) - 数据局部性(优先选择已有所需镜像的节点) - 亲和性权重(如 `preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution`) *选择最高分节点* 5. **绑定(Binding)** 调度器通过 API Server 将 Pod节点绑定(设置 `spec.nodeName`),节点上的 kubelet 接管后续创建过程。 #### 二、核心调度机制 1. **自动调度** 完全由调度器算法决定,用户不干预(默认方式)[^3]。 2. **定向调度** - **NodeName**:强制指定节点(示例): ```yaml spec: nodeName: worker-node-01 ``` - **NodeSelector**:通过标签选择节点(示例): ```yaml spec: nodeSelector: disktype: ssd # 仅调度到有 disktype=ssd 标签的节点 ``` [^1][^3] 3. **亲和性调度** - **NodeAffinity**:节点亲和规则 ```yaml affinity: nodeAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: nodeSelectorTerms: - matchExpressions: - key: gpu-type operator: In values: [a100] ``` - **PodAffinity/PodAntiAffinity**:Pod 间亲和/反亲和(如将同一服务的 Pod 分散到不同节点)[^1]。 4. **污点与容忍(Taints & Toleration)** - **污点类型**: - `NoSchedule`:禁止调度(除非容忍) - `PreferNoSchedule`:尽量避免调度 - `NoExecute`:驱逐现有 Pod [^4] - **容忍示例**: ```yaml tolerations: - key: "critical" operator: "Equal" value: "true" effect: "NoSchedule" ``` #### 三、高级特性 - **动态资源调整**: 结合 HPA(Horizontal Pod Autoscaler)根据负载自动扩缩容 Pod 数量[^2]。 - **调度框架扩展**: 支持自定义插件扩展调度逻辑(如 GPU 特殊调度)。 #### 四、调度过程示例 ```mermaid graph LR A[创建 Pod] --> B[Pending 状态] B --> C{kube-scheduler 监听} C --> D[过滤阶段:排除不满足节点] D --> E[评分阶段:节点优先级排序] E --> F[绑定到最佳节点] F --> G[kubelet 创建容器] G --> H[Running 状态] ``` > 关键点:调度决策基于集群实时状态(通过 API Server 获取),确保资源利用最优且满足用户约束[^1][^3]。
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