K8S群集调度二

一、污点(Taint) 和 容忍(Tolerations)

1.1、污点(Taint) 

设置在node上是对pod的一种作用

节点的亲和性，是Pod的一种属性（偏好或硬性要求），它使Pod被吸引到一类特定的节点

而Taint 则相反，它使节点能够排斥一类特定的 Pod

每个节点上都可以应用一个或多个 Taint ，pod如果不能接受Taint，节点会把此pod按规则处理。

使用 kubectl taint 命令可以给某个 Node 节点设置污点，Node 被设置上污点之后就和 Pod 之间存在了一种相斥的关系，可以让 Node 拒绝 Pod 的调度执行，甚至将 Node 已经存在的 Pod 驱逐出去。

污点的组成格式如下：

key=value:effect

每个污点有一个 key 和 value 作为污点的标签，其中 value 可以为空，effect 描述污点的作用。

1.1.1、Taint三种类型

 Taint 的effect字段支持如下三个选项：

• NoSchedule：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上（禁止）
• PreferNoSchedule：表示 k8s 将尽量避免将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上（劝阻）
• NoExecute：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上，同时会将 Node 上已经存在的 Pod 驱逐出去（驱逐）

1.1.2、探究为什么master为何不成为node使用pod

查看我们有哪些节点

kubectl get nodes

查看我们master的详细信息

kubectl describe nodes master01

注意到master 就是因为有 NoSchedule 字段污点，k8s 才不会将 Pod 调度到 master 节点上

1.1.3、污点的操作

①、添加污点

我们设置node01的一个污点

kubectl taint node01 key1=value1:NoSchedule

详细中，查找 Taints 字段

kubectl describe nodes node01

②、去除污点

kubectl taint node node01 key1:NoSchedule-

③、测试NoExecute的驱除功能
kubectl get pods -o wide

kubectl taint node node02 check=mycheck:NoExecute

查看 Pod 状态，会发现 node02 上的 Pod 已经被全部驱逐（注：如果是 Deployment 或者 StatefulSet 资源类型，为了维持副本数量则会在别的 Node 上再创建新的 Pod）
kubectl get pods -o wide|grep myapp

1.2、容忍(Tolerations)

污点是表示node无法接受某一类的pod，但是我们特定的可能还是要容忍极个别的pod

我们可以在 Pod 上设置容忍(Tolerations)，意思是设置了容忍的 Pod 将可以容忍污点的存在，可以被调度到存在污点的 Node 上。

Toleration 应用于 Pod 上，则表示这些 Pod 可以（但不一定）被调度到具有匹配 taint 的节点上。

Taint 和 Toleration 相互配合，可以用来避免 Pod 被分配到不合适的节点上。

1.2.1、探究节点都有污点怎么办

再次在节点上设置污点，驱逐型（上面设置过node2了）

kubectl taint nodes node01 check=mychek:NoExecute

设置一个pod

vim pod3.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapp01labels:app: myapp01
spec:containers:- name: with-node-affinityimage: soscscs/myapp:v1

kubectl apply -f pod3.yaml

在两个 Node 上都设置了污点后，此时 Pod 将无法创建成功

kubectl get pods -o wide|grep myapp01

1.2.2、设置容忍时间尝试解决

vim pod3.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: myapp01labels:app: myapp01
spec:containers:- name: with-node-affinityimage: soscscs/myapp:v1tolerations:- key: "check"operator: "Equal"value: "mycheck"effect: "NoExecute"tolerationSeconds: 3600

其中的 key、vaule、effect 都要与 Node 上设置的 taint 保持一致
operator 的值为 Exists 将会忽略 value 值，即存在即可
tolerationSeconds 用于描述当 Pod 需要被驱逐时可以在 Node 上继续保留运行的时间

kubectl apply -f pod3.yaml

在设置了容忍之后，Pod 创建成功

1.2.3、 其它注意事项

（1）当不指定 key 值时，表示容忍所有的污点 key，这意味着 Pod 将忽略污点的 key，只要节点上有污点存在，Pod 就能容忍。
  tolerations:
  - operator: "Exists"
  
（2）当不指定 effect 值（类型）时，表示容忍所有的污点作用
  tolerations:
  - key: "key"
    operator: "Exists"

（3）一些案例

有多个 Master 存在时，防止资源浪费，可以如下设置

此时如果别的 Node 资源不够用，可临时给 Master 设置 PreferNoSchedule 污点，让 Pod 可在 Master 上临时创建，就是设置容忍，把master也利用起来

kubectl taint node Master-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule

如果某个 Node 更新升级系统组件，为了防止业务长时间中断，可以先在该 Node 设置 NoExecute 污点，把该 Node 上的 Pod 都驱逐出去

kubectl taint node node01 check=mycheck:NoExecute

待所有 Node 的更新操作都完成后，再去除污点

kubectl taint node node01 check=mycheck:NoExecute-

记得检查一下

$kubectl describe node node-name  |grep Taint 

二、维护操作

①、cordon（标记节点不可调度）

• 定义：cordon 是一个节点维护操作，用于阻止新的 Pods 被调度到该节点上。
• 作用：当一个节点被标记为 cordon 时，已经在该节点上运行的 Pods 不会被驱逐（evicted），但新的 Pods 不会被调度到这个节点。这个操作通常用于节点的维护或升级，确保在维护期间不会有新的工作负载被分配到该节点上。
• 命令：

 kubectl cordon <节点名>

标记节点为不可调度状态。例如，kubectl cordon node1 会将 node1 标记为不可调度。

• 状态检查：可以通过 kubectl get nodes 命令查看节点的状态，被 cordon 的节点其 STATUS 字段会新增 SchedulingDisabled 标识。

②、drain（驱逐节点上的 Pods）

• 定义：drain 操作会驱逐节点上的所有 Pods，即将它们从节点上全部移除并重新调度到其他可用的节点上。
• 作用：在执行 drain 操作时，可以确保在驱逐 Pods 期间不会有新的 Pods 被调度到这个节点上。这通常用于节点的维护、升级或退役前的准备工作。
• 选项：在执行 drain 操作时，可以指定一些选项，如忽略 DaemonSets 管理的 Pods（因为这些 Pods 通常具有特定的调度和运行规则），或者强制驱逐即使Pods 有对应的容忍度（tolerations）。
• 命令：

kubectl drain <节点名> [选项] 

使用 命令来驱逐节点上的 Pods。

例如，kubectl drain node1 --ignore-daemonsets=true --force 会驱逐 node1 上的所有非 DaemonSet Pods，并强制驱逐具有容忍度的 Pods。

• 状态变化：在执行 drain 操作之前，Kubernetes 会先将节点设置为不可调度状态（类似于 cordon 操作），以确保在驱逐 Pods 期间不会有新的 Pods 被调度到这个节点上。然后，它会逐个驱逐节点上的 Pods，并将它们重新调度到其他可用的节点上。

kubectl drain 可以让 Node 节点开始释放所有 pod，并且不接收新的 pod 进程。drain 本意排水，意思是将出问题的 Node 下的 Pod 转移到其它 Node 下运行
kubectl drain <NODE_NAME> --ignore-daemonsets --delete-local-data --force

• --ignore-daemonsets：无视 DaemonSet 管理下的 Pod。
• --delete-local-data：如果有 mount local volume 的 pod，会强制杀掉该 pod。
• --force：强制释放不是控制器管理的 Pod，例如 kube-proxy。

注：执行 drain 命令，会自动做了两件事情:
（1）设定此 node 为不可调度状态（cordon)
（2）evict（驱逐）了 Pod

③、kubectl uncordon 将 Node 标记为可调度的状态

kubectl uncordon <NODE_NAME>

Pod启动阶段（相位 phase）

• “相位（phase）”是用来描述Pod在其生命周期中所处的当前状态或阶段的一个概念

Pod 创建完之后，一直到持久运行起来，中间有很多步骤，也就有很多出错的可能，因此会有很多不同的状态。
一般来说，pod 这个过程包含以下几个步骤：

（1）调度到某台 node 上。

kubernetes 根据一定的优先级算法选择一台 node 节点将其作为 Pod 运行的 node

（2）拉取镜像

（3）挂载存储配置等

（4）运行起来。如果有健康检查，会根据检查的结果来设置其状态。

phase 的可能状态有：

• Pending：表示APIServer创建了Pod资源对象并已经存入了etcd中，但是它并未被调度完成（比如还没有调度到某台node上），或者仍然处于从仓库下载镜像的过程中。
• Running：Pod已经被调度到某节点之上，并且Pod中所有容器都已经被kubelet创建。至少有一个容器正在运行，或者正处于启动或者重启状态（也就是说Running状态下的Pod不一定能被正常访问）。
• Succeeded：有些pod不是长久运行的，比如job、cronjob，一段时间后Pod中的所有容器都被成功终止，并且不会再重启。需要反馈任务执行的结果。
• Failed：Pod中的所有容器都已终止了，并且至少有一个容器是因为失败终止。也就是说，容器以非0状态退出或者被系统终止，比如 command 写的有问题。
• Unknown：表示无法读取 Pod 状态，通常是 kube-controller-manager 无法与 Pod 通信。

三、故障排除步骤

查看Pod事件

kubectl describe pod <POD_NAME>

查看Pod日志（Failed状态下）

kubectl logs <POD_NAME> [-c Container_NAME]

进入Pod（状态为running，但是服务没有提供） 

kubectl exec --it <POD_NAME> -- bash

查看集群信息 

kubectl get nodes

 发现集群状态正常

kubectl cluster-info

 查看kubelet日志发现

journalctl -xefu kubelet