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本篇概览
- 本文是欣宸在学习Kubernetes调度器的过程中，对亲和性相关知识点的整理和总结，这是一篇笔记性质的博客
kubernetes默认调度器的调度过程：
- 调度过程如下：
- 预选（Predicates）
- 优选（Priorities）
- 选定（Select）
亲和性一览
- 这里将亲和性先分类，便于理解
graph LRA(亲和性)–>B1(节点亲和性);A–>B2(Pod亲和性);B1–>C1(硬亲和性-required);B1–>C2(软亲和性-preferred);B2–>C3(硬亲和性-required);B2–>C4(软亲和性-preferred);B2–>C5(反亲和性);节点亲和性和pod亲和性的区别
- 举个例子，假设给小明分配班级（小明是pod，班级是节点）
节点亲和性：直接告诉小明，你去一年级
pod亲和性：从小朋友中找出和小明同年的，找到了小张，发现小张是一年级的，于是让小明去一年级
节点亲和性：硬亲和性
requiredDuringSchedulinglgnoredDuringExecution：用于定义节点硬亲和性
nodeSelectorTerm：节点选择器，可以有多个，之间的关系是逻辑或，即一个nodeSelectorTerm满足即可
matchExpressions：匹配规则定义，多个之间的关系是逻辑与，即同一个nodeSelectorTerm下所有matchExpressions定义的规则都匹配，才算匹配成功
示例：
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: with-required-nodeaffinityspec: affinity: nodeAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: nodeSelectorTerms: - matchExpressions: - {key: zone, operator: In, values: ["foo"]} containers: - name: nginx image: nginx- 功能与nodeSelector类似，用的是匹配表达式，可以被理解为新一代节点选择器
- 不满足硬亲和性条件时，pod为Pending状态
- 在预选阶段，节点硬亲和性被用于预选策略MatchNodeSelector
节点亲和性：软亲和性
特点：条件不满足时也能被调度
示例：
apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata: name: myapp-deploy-with-node-affinityspec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: name: nginx labels: app: nginx spec: affinity: nodeAffinity: preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - weight: 60 preference: matchExpressions: - {key: zone, operator: In, values: ["foo"]} - weight: 30 preference: matchExpressions: - {key: ssd, operator: Exists, values: []} containers: - name: nginx image: nginx- 集群中的节点，由于标签不同，导致的优先级结果如下：
在优选阶段，节点软亲和性被用于优选函数NodeAffinityPriority
注意：NodeAffinityPriority并非决定性因素，因为优选阶段还会调用其他优选函数，例如SelectorSpreadPriority（将pod分散到不同节点以分散节点故障导致的风险）
pod副本数增加时，分布的比率会参考节点亲和性的权重
Pod亲和性（podAffinity）
如果需求是：新增的pod要和已经存在pod(假设是A)在同一node上，此时用节点亲和性是无法完成的，因为A可能和节点没啥关系(可能是随机调度的)，此时只能用pod亲和性来实现
pod亲和性：一个pod与已经存在的某个pod的亲和关系，需要通过举例来说明
- 创建一个deployment，这个pod有标签app=tomcat：
kubectl run tomcat -l app=tomcat --image tomcat:alpine- 创建pod，需求是和前面的pod在一起，使用pod亲和性来实现：
apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: with-pod-affinity-1spec: affinity: podAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - labelSelector: matchExpressions: - {key: app, operator: In, values: ["tomcat"]} topologyKey: kubernetes.io/hostname containers: - name: nginx image: nginx- 调度逻辑：
graph TDA[1. 用matchExpressions的规则app=tomcat搜索] –>B(2. 找到tomcat的pod,也就确定了该pod的节点,假设是A节点)B –> C(3. topologyKey是kubernetes.io/hostname,所以去找A节点kubernetes.io/hostname标签的值,假设是xxx)C –> D(4. 将新的pod调度到kubernetes.io/hostname=xxx的节点)
- 表面上看，最终只是根据hostname去调度的，但如果topologyKey的值是多个节点所拥有的，就更有通用性了，如下图，topologyKey等于filure-domain.beta.kubernetes.io/zone：
- 硬亲和：requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
- 软亲和：preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
Pod反亲和（podAntiAffinity）
- 与亲和性相反，将当前pod调度到满足匹配条件之外的节点上
- 适用场景：
- 分散同一类应用
- 将不同安全级别的pod调度至不同节点
- 示例如下，匹配表达式和自身标签一致，作用是分散同一类应用，让相同pod不要调度到同一个节点：
apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata: name: myapp-with-pod-anti-affinityspec: replicas: 4 selector: matchLabels: app: myapp template: metadata: name: myapp labels: app: myapp spec: affinity: podAntiAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - labelSelector: matchExpressions: - {key: app, operator: In, values: ["myapp"]} topologyKey: kubernetes.io/hostname containers: - name: nginx image: nginx- 如果集群中只有三个节点，那么执行上述yaml的结果就是最多创建三个pod，另一个始终处于pending状态
参考
- 本篇笔记参考了以下文章，两张图片也来自该文章，致敬作者山山仙人博客
- https://www.ssgeek.com/post/kubernetes-pod-diao-du-zhi-qin-he-xing-diao-du/
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