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Kubernetes初露锋芒（Pod详解）

时间：2021-08-06 10:37:41   收藏：0   阅读：46

1、Pod的介绍

1.1、Pod的结构

每个Pod中都包含一个或多个容器，这些容器可以分为两类：

1.2、Pod定义

Pod的资源清单：

apiVersion: v1     #必选，版本号，例如v1
kind: Pod       　 #必选，资源类型，例如 Pod
metadata:       　 #必选，元数据
  name: string     #必选，Pod名称
  namespace: string  #Pod所属的命名空间,默认为"default"
  labels:       　　  #自定义标签列表
    - name: string      　          
spec:  #必选，Pod中容器的详细定义
  containers:  #必选，Pod中容器列表
  - name: string   #必选，容器名称
    image: string  #必选，容器的镜像名称
    imagePullPolicy: [ Always|Never|IfNotPresent ]  #获取镜像的策略 
    command: [string]   #容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
    args: [string]      #容器的启动命令参数列表
    workingDir: string  #容器的工作目录
    volumeMounts:       #挂载到容器内部的存储卷配置
    - name: string      #引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
      mountPath: string #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
      readOnly: boolean #是否为只读模式
    ports: #需要暴露的端口库号列表
    - name: string        #端口的名称
      containerPort: int  #容器需要监听的端口号
      hostPort: int       #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
      protocol: string    #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    env:   #容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string  #环境变量名称
      value: string #环境变量的值
    resources: #资源限制和请求的设置
      limits:  #资源限制的设置
        cpu: string     #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
        memory: string  #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
      requests: #资源请求的设置
        cpu: string    #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string #内存请求,容器启动的初始可用数量
    lifecycle: #生命周期钩子
		postStart: #容器启动后立即执行此钩子,如果执行失败,会根据重启策略进行重启
		preStop: #容器终止前执行此钩子,无论结果如何,容器都会终止
    livenessProbe:  #对Pod内各容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器
      exec:       　 #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string]  #exec方式需要制定的命令或脚本
      httpGet:       #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:     #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 0       #容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
       timeoutSeconds: 0    　　    #对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
       periodSeconds: 0     　　    #对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一次
       successThreshold: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged: false
  restartPolicy: [Always | Never | OnFailure]  #Pod的重启策略
  nodeName: <string> #设置NodeName表示将该Pod调度到指定到名称的node节点上
  nodeSelector: obeject #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上
  imagePullSecrets: #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
  - name: string
  hostNetwork: false   #是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
  volumes:   #在该pod上定义共享存储卷列表
  - name: string    #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
    emptyDir: {}       #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
    hostPath: string   #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
      path: string      　　        #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
    secret:       　　　#类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secret对象到容器内部
      scretname: string  
      items:     
      - key: string
        path: string
    configMap:         #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
      name: string
      items:
      - key: string
        path: string

说明

在Kubernetes中基本所有资源的一级属性都是一样的 ，主要包含五个部分：

  • apiVersion : 版本，由Kubernetes内部定义，版本号必须用kubectl api-versions查询。
  • kind : 类型，由Kubernetes内部定义，类型必须用kubectl api-resources查询。
  • metadata : 元数据，主要是资源标示和说明，常用的有name,namespace,labels等。
  • spec :描述，这是配置中最重要的一部分，里面是对各种资源配置的详细描述。
  • status ：状态信息，里面的内容不需要定义，由Kubernetes自动生成。

在上面的属性中，spec是接下来研究的重点，继续看下它的常见子属性:

  • containers <[]Object>：容器列表，用于定义容器的详细信息。

  • nodeName ：根据nodeName的值将Pod调度到指定的Node节点上。

  • nodeSelector <map[]> ：根据NodeSelector中定义的信息选择该Pod调度到包含这些Label的Node上。

  • hostNetwork ：是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络。

  • volumes <[]Object> ：存储卷，用于定义Pod上面挂载的存储信息。

    restartPolicy ：重启策略，表示Pod在遇到故障的时候的处理策略。

2、Pod的配置

本小节主要来研究pod.spec.containers属性，这也是Pod配置中最为关键的一项配置。

# 查看pod.spec.containers的可选配置项
kubectl explain pod.spec.containers

# 返回的重要属性
KIND:     Pod
VERSION:  v1
RESOURCE: containers <[]Object>   # 数组，代表可以有多个容器FIELDS:
  name  <string>     # 容器名称
  image <string>     # 容器需要的镜像地址
  imagePullPolicy  <string> # 镜像拉取策略 
  command  <[]string> # 容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
  args   <[]string> # 容器的启动命令需要的参数列表 
  env    <[]Object> # 容器环境变量的配置
  ports  <[]Object>  # 容器需要暴露的端口号列表
  resources <Object> # 资源限制和资源请求的设置

2.1、基本配置

2.2、镜像拉取策略

imagePullPolicy用于设置镜像拉取的策略，Kubernetes支持配置三种拉取策略：

? 1、Always: 总是从远程仓库拉取镜像（一直远程下载）

2、IfNotPresent: 本地有则使用本地镜像，本地没有则从远程仓库拉取镜像（本地有就用本地，本地没有就使用远程下载）。

3、Never：只使用本地镜像，从不去远程仓库拉取，本地没有就报错（一直使用本地，没有就报错）

默认值说明：

如果镜像tag为具体版本号，默认策略是IfNotPresent;

如果镜像tag为latest,默认策略是Always。

2.3、启动命令

在前面的案例中，一直有一个问题没有解决，就是busybox容器一直没有运行成功，那么到底是什么原因导致这个容器的故障呢？

原来busybox并不是一个程序，而是类似于一个工具类的集合，Kubernetes集群启动管理后，它会自动关闭，解决方法就是让其一直在运行，这就用到了command的配置。

特别说明

? 通过上面发现command已经可以完成启动命令和传递参数的功能，为什么还要提供一个args选项，用于传递参数？其实和Docker有点关系，Kubernetes中的command和args两个参数其实是为了实现覆盖Dockerfile中的ENTRYPOINT的功能：

1 、如果command和args均没有写，那么用Dockerfile的配置。

2 、如果command写了，但是args没有写，那么Dockerfile默认的配置会被忽略，执行注入的command。

? 3、如果command没有写，但是args写了，那么Dockerfile中配置的ENTRYPOINT命令会被执行，使用当前args的参数。

? 4、如果command和args都写了，那么Dockerfile中的配置会被忽略，执行command并追加上args参数。

2.4、环境变量（不推荐）

env：环境变量，用于在Pod中的容器设置环境变量。

2.5、端口设置

2.6、资源配额

容器中的程序要运行，肯定会占用一定的资源，比如CPU和内存等，如果不对某个容器的资源做限制，那么它就可能吃掉大量的资源，导致其他的容器无法运行。针对这种情况，Kubernetes提供了对内存和CPU的资源进行配额的机制，这种机制主要通过resources选项实现，它有两个子选项：

? 1 、limits：用于限制运行的容器的最大占用资源，当容器占用资源超过limits时会被终止，并进行重启。

? 2、requests：用于设置容器需要的最小资源，如果环境资源不够，容器将无法启动。

可以通过上面的两个选项设置资源的上下限。

3、Pod的生命周期

我们一般将Pod对象从创建到终止的这段时间范围称为Pod的生命周期，它主要包含下面的过程：

? 1）Pod创建过程；

? 2）运行初始化容器（init container）过程；

? 3）运行主容器（main container）:

? ① 容器启动后钩子（post start）、容器终止前钩子（pre stop）

? ②容器存活性探测（liveness probe）、就绪性探测（readiness probe）

? 4) Pod终止过程。

技术分享图片

在整个生命周期中，Pod会出现5中状态（相位）,分别如下：

3.1、Pod的创建过程

技术分享图片

? 1、用户通过kubectl或其他的api客户端提交需要创建的Pod信息给API Server

? 2、API Server开始生成Pod对象的信息，并将信息存入ETCD,然后返回确认信息到客户端。

? 3、API Server开始反映ETCD中Pod对象的变化，其他组件使用watch机制来跟踪检查API Server上的变动。

? 4、Scheduler发现有新的Pod对象要创建，开始为Pod分配主机并将结果信息更新至API Server

? 5、Node节点上的kubectl发现有Pod调度过来，尝试调度Docker启动容器，并将结果返回给API Server

? 6、API Server将接收到的Pod状态信息存入到ETCD中。

3.2、Pod的终止过程

1、用户向API Server发送删除Pod对象的命令。

? 2、API Server中的Pod对象信息会随着时间的推移而更新，在宽限期内（30s）,Pod被视为dead。

? 3、将Pod标记为terminating状态。

? 4、kubectl在监控到Pod对象转为terminating状态的同时启动Pod关闭过程。

? 5、端点控制器监控到Pod对象的关闭行为时，将其从所有匹配到此端点的service资源的端点列表中移除。

? 6、如果当前Pod对象定义了Pre Stop钩子处理器，则在其标记为terminating后会以同步的方式启动执行。

? 7、Pod对象中的容器进程收到停止信号。

? 8、宽限期结束后，如果Pod中还存在运行的进程，那么Pod对象会收到立即终止的信号。

? 9、kubectl请求API Server将此Pod资源的宽限期设置为0从而完成删除操作，此时Pod对于用户来说已经不可用了。

3.3、初始化容器

初始化容器是在Pod的主容器启动之前要运行的容器，主要是做一些主容器的前置工作，它具有两大特征：

? 1、初始化容器必须运行完成直至结束，如果某个初始化容器运行失败，那么Kubernetes需要重启它直至成功完成。

? 2、初始化容器必须按照定义的顺序执行，当且仅当前一个成功之后，后面一个才能运行。

初始化容器有很多应用场景，下面列出的是最常见的几种：

? 1、提供主容器镜像中不具备的工具程序或自定义代码。

? 2、初始化容器要咸鱼应用容器串行启动并运行完成；因此可用于延后应用容器的启动直至其依赖的条件得到满足。

案例

假设要以主容器来运行Nginx,但是要求在运行Nginx之前要能够连接上MySQL和Redis所在的服务器。

为了简化测试，实现规定好MySQL和Redis所在的IP地址分别为192.168.209.120,192.168.209.121（注意这两个IP都不能ping通）

3.4、钩子函数

钩子函数能够感知自身生命周期中的事件，并在相应的时刻到来时运行用户指定的程序代码。

Kubernetes在主容器启动之后和停止之前提供了两个钩子函数：

? 1、post start：容器创建之后执行，如果失败会重启容器。

? 2、pre stop：容器终止之前执行，执行完成之后容器将成功终止，在其完成之前会阻塞删除容器的操作。

钩子处理器支持使用下面的三种方式定义动作：

示例

接下来，以exec方式为例，演示下钩子函数的使用，创建pod_hook_exec.yaml文件

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-hook-exec
  namespace: dev
  labels:
    user: Negan
spec:
  containers:
    - name: nginx # 容器名称
      image: nginx:1.17.1  # 容器需要的镜像地址
      imagePullPolicy: IfNotPresent  # 设置镜像的拉取策略
      ports:
        - name: nginx-port  # 端口名称，如果执行，必须保证name在Pod中是唯一的
          containerPort: 80 # 容器要监听的端口
          protocol: TCP # 端口协议
      resources: # 资源配额
        limits: # 限制资源的上限
          cpu: "2"  # CPU限制，单位是core数
          memory: "10Gi"  # 内存限制
        requests: # 限制资源的下限
          cpu: "1"
          memory: "10Mi"
      lifecycle: # 声明周期配置
        postStart: # 容器创建之后执行，如果失败就会重启容器
          exec: # 在容器启动之后，执行一条命令，修改Nginx的首页内容
            command: ["/bin/sh","-c","echo postStart ... > /usr/share/nginx/html/index.html"]
        preStop: # 容器终止之前执行，执行完毕之后，容器将终止，在其完成之前会阻塞删除容器操作
          exec: # 在容器终止前，停止Nginx
            command: ["/usr/sbin/nginx", "-s", "quit"]

创建Pod,查看pod,以及访问Pod

# 创建
kubectl create -f pod_hook_exec.yaml 
> pod/pod-hook-exec created

# 查看
kubectl get pods pod-hook-exec -n dev -o wide
NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-hook-exec   1/1     Running   0          38s   10.244.1.14   node1   <none>           <none>

# 访问
curl 10.244.1.14
postStart ...

3.5、容器探测

容器探测用于检测容器中的应用实例是否正常工作，是保障业务可用性的一种传统机制。如果经过探测，实例的状态不符合预期，那么Kubernetes就会把该问题实例“摘除”，不承担业务流量。Kubernetes提供了两种探针来实现容器探测，分别是：

? 1) 、liveness probes：存活性探测，用于检测应用实例当前是否处于正常运行状态，如果不是，k8s会重启容器。

? 2）、readiness probes：就绪性探测，用于检测应用实例是否可以接受请求，如果不能，k8s不会转发流量。

说明：

livenessProbe：存活性探测，决定是否重启容器。

readinessProbe：就绪性探测，决定是否将请求转发给容器。

k8s在1.16版本之后新增了startupProbe探针，用于判断容器内应用程序是否已经启动。如果配置了startupProbe探针，就会先禁止其他的探针，直到startupProbe探针成功为止，一旦成功将不再进行探测。

上面的两种探针目前均支持三种探测方式：

......
   livenessProbe:
      tcpSocket:
         port: 8080
......

......
   livenessProbe:
      httpGet:
         path: / #URI地址
         port: 80 #端口号
         host: 127.0.0.1 #主机地址
         scheme: HTTP #支持的协议，http或者https
......
3.5.1、exec方式
3.5.2、tcpSocket方式
3.5.3、httpGet方式

此处只给出yaml文件，其他操作和上面类似，此处不再赘述。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-liveness-httpGet
  namespace: dev
  labels:
    user: Negan
spec:
  containers:
    - name: nginx # 容器名称
      image: nginx:1.17.1  # 容器需要的镜像地址
      imagePullPolicy: IfNotPresent  # 设置镜像的拉取策略
      ports:
        - name: nginx-port  # 端口名称，如果执行，必须保证name在Pod中是唯一的
          containerPort: 80 # 容器要监听的端口
          protocol: TCP # 端口协议
      livenessProbe: # 声明周期配置
        httpGet: 
          port: 80
          scheme: HTTP
          path: /hello
          host: 127.0.0.1
3.5.4、容器探测的补充

上面已经使用了livenessProbe演示了三种探测方式，但是查看livenessProbe的子属性，会发现除了这三种方式，还有一些其他的配置。

kubectl explain pod.spec.containers.livenessProbe

KIND:     Pod
VERSION:  v1

RESOURCE: livenessProbe <Object>

DESCRIPTION:
     Periodic probe of container liveness. Container will be restarted if the
     probe fails. Cannot be updated. More info:
     https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod-lifecycle#container-probes

     Probe describes a health check to be performed against a container to
     determine whether it is alive or ready to receive traffic.

FIELDS:
   exec	<Object>
     One and only one of the following should be specified. Exec specifies the
     action to take.

   failureThreshold	<integer> 
   # 连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3。最小值是1
     Minimum consecutive failures for the probe to be considered failed after
     having succeeded. Defaults to 3. Minimum value is 1.

   httpGet	<Object>
     HTTPGet specifies the http request to perform.

   initialDelaySeconds	<integer>
     Number of seconds after the container has started before liveness probes
     are initiated. More info:
     https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod-lifecycle#container-probes

   periodSeconds	<integer>
     How often (in seconds) to perform the probe. Default to 10 seconds. Minimum
     value is 1.

   successThreshold	<integer>
     Minimum consecutive successes for the probe to be considered successful
     after having failed. Defaults to 1. Must be 1 for liveness and startup.
     Minimum value is 1.

   tcpSocket	<Object>
     TCPSocket specifies an action involving a TCP port. TCP hooks not yet
     supported

   timeoutSeconds	<integer>
     Number of seconds after which the probe times out. Defaults to 1 second.
     Minimum value is 1. More info:
     https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod-lifecycle#container-probes


initialDelaySeconds    # 容器启动后等待多少秒执行第一次探测
timeoutSeconds      # 探测超时时间。默认1秒，最小1秒
periodSeconds       # 执行探测的频率。默认是10秒，最小1秒
failureThreshold    # 连续探测失败多少次才被认定为失败。默认是3。最小值是1
successThreshold    # 连续探测成功多少次才被认定为成功。默认是1

3.6、重启策略

在容器探测中，一旦容器探测出现了问题，Kubernetes就会对容器所在的Pod进行重启，其实这是由Pod的重启策略决定的，Pod的重启策略有3种，分别如下：

? 1) 、Always：容器失效时，自动重启该容器，默认值。

? 2)、OnFailure：容器终止运行且退出码不为0时重启。

? 3)、Never：不论状态如何，都不重启该容器。

重启策略适用于Pod对象中的所有容器，首次需要重启的容器，将在其需要的时候立即进行重启，随后再次重启的操作将由kubelet延迟一段时间后进行，且反复的重启操作的延迟时长以此为10s、20s、40s、80s、160s和300s，300s是最大的延迟时长。

4、调度

在默认情况下，一个Pod在哪个Node节点上运行，是由Scheduler组件采用相应的算法计算出来的，这个过程是不受人工控制的。但是在实际使用中，这并不满足需求，因为很多情况下，我们想控制某些Pod到达某些节点上，那么应该怎么做？这就要求了解Kubernetes对Pod的调度规则，Kubernetes提供了四大类调度方式。

4.1、定向调度

定向调度，指的是利用在Pod上声明的nodeName或nodeSelector，以此将Pod调度到期望的Node节点上。注意，这里的调度是强制的，这就意味着即使要调度的目标Node不存在，也会向上面进行调度，只不过Pod运行失败而已。

4.1.1、nodeName

nodeName用于强制约束将Pod调度到指定的name的Node节点上。这种方式，其实是直接跳过Scheduler的调度逻辑，直接将Pod调度到指定名称的节点。

当然我们也可以将pod调度到不存在node上,pod肯定也是不能正常运行。

# 删除pod
kubectl delete -f pod_nodename.yaml

# 修改pod_nodename.yaml
# 将nodeName：node1 修改为node3 (node3不存在)

# 创建和查看状态
kubectl create -f pod_nodename.yaml

kubectl get pods pod-nodename -n dev -o wide

# 我们发现pod的状态时挂起状态
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP       NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-nodename   0/1     Pending   0          6s    <none>   node3   <none>           <none>
4.1.2、nodeSelector

nodeSelector用于将Pod调度到添加了指定标签的Node节点上，它是通过Kubernetes的label-selector机制实现的，换言之，在Pod创建之前，会由Scheduler使用MatchNodeSelector调度策略进行label匹配，找出目标node，然后将Pod调度到目标节点，该匹配规则是强制约束。

同样，我们如要调度要不存在的标签上，会发生什么情况：

# 删除pod
kubectl delete -f pod_nodeselector.yaml

# 修改pod_nodeselector.yaml文件
# 将debug改为debug1 

# 创建和查看
kubectl get pod pod-nodeselector -n dev -o wide
# pod的状态为挂起状态
NAME               READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP       NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-nodeselector   0/1     Pending   0          24s   <none>   <none>   <none>           <none>

4.2、亲和性调度

虽然定向调度的两种方式，使用起来非常方便，但是也有一定的问题，那就是如果没有满足条件的Node，那么Pod将不会被运行，即使在集群中还有可用的Node列表也不行，这就限制了它的使用场景。

基于上面的问题，Kubernetes还提供了一种亲和性调度（Affinity）。它在nodeSelector的基础之上进行了扩展，可以通过配置的形式，实现优先选择满足条件的Node进行调度，如果没有，也可以调度到不满足条件的节点上，使得调度更加灵活。

Affinity主要分为三类：

关于亲和性和反亲和性的使用场景说明：

亲和性：如果两个应用频繁交互，那么就有必要利用亲和性让两个应用尽可能的靠近，这样可以较少因网络通信而带来的性能损耗。

反亲和性：当应用采用多副本部署的时候，那么就有必要利用反亲和性让各个应用实例打散分布在各个Node上，这样可以提高服务的高可用性。

4.2.1、nodeAffinity

查看nodeAffinity的可选配置项：

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution  #Node节点必须满足指定的所有规则才可以，相当于硬限制
    nodeSelectorTerms  #节点选择列表
      matchFields   # 按节点字段列出的节点选择器要求列表  
      matchExpressions   #按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)
        key    #键
        values #值
        operator #关系符 支持Exists, DoesNotExist, In, NotIn, Gt, Lt

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution #优先调度到满足指定的规则的Node，相当于软限制 (倾向)     
    preference   #一个节点选择器项，与相应的权重相关联
      matchFields #按节点字段列出的节点选择器要求列表
      matchExpressions   #按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)
        key #键
        values #值
        operator #关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist, Gt, Lt  
    weight # 倾向权重，在范围1-100。

关系符的使用说明：

- matchExpressions:
	- key: env # 匹配存在标签的key为env的节点
	  operator: Exists   
	- key: env # 匹配标签的key为env,且value是"xxx"或"yyy"的节点
	  operator: In    
      values: ["xxx","yyy"]
    - key: env # 匹配标签的key为env,且value大于"xxx"的节点
      operator: Gt   
      values: "xxx"

下面演示requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：

下面演示preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution :

注意

如果同时定义了nodeSelector和nodeAffinity，那么必须两个条件都满足，Pod才能运行在指定的Node上。

如果nodeAffinity指定了多个nodeSelectorTerms，那么只需要其中一个能够匹配成功即可。

如果一个nodeSelectorTerms中有多个matchExpressions，则一个节点必须满足所有的才能匹配成功。

如果一个Pod所在的Node在Pod运行期间其标签发生了改变，不再符合该Pod的nodeAffinity的要求，则系统将忽略此变化。

4.2.2、podAffinity

podAffinity主要实现以运行的Pod为参照，实现让新创建的Pod和参照的Pod在一个区域的功能。

查看PodAffinity的可选配置项

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution  # 硬限制
  namespaces # 指定参照pod的namespace
  topologyKey # 指定调度作用域
  labelSelector # 标签选择器
    matchExpressions  # 按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)
      key    #  键
      values # 值
      operator # 关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist.
    matchLabels    # 指多个matchExpressions映射的内容  
  
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution # 软限制    
  podAffinityTerm  # 选项
    namespaces
    topologyKey
    labelSelector
       matchExpressions 
          key   #  键  
          values # 值  
          operator
       matchLabels 
  weight 倾向权重，在范围1-100

topologyKey用于指定调度的作用域，例如:

如果指定为kubernetes.io/hostname，那就是以Node节点为区分范围。

如果指定为beta.kubernetes.io/os，则以Node节点的操作系统类型来区分。

**演示requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution **

4.2.3、podAntiAffinity

podAntiAffinity主要实现以运行的Pod为参照，让新创建的Pod和参照的Pod不在一个区域的功能。

其配置方式和podAffinity一样，此处不做详细解释。

这里我们继续使用上面的参照pod做演示。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-podantiaffinity-requred
  namespace: dev
spec:
  containers: # 容器配置
    - name: nginx
      image: nginx:1.17.1
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      ports:
        - name: nginx-port
          containerPort: 80
          protocol: TCP
  affinity: # 亲和性配置
    podAntiAffinity: # Pod反亲和性
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制
        - labelSelector:
            matchExpressions: # 该Pod必须和拥有标签name=Negan或者name=yyy的Pod在同一个Node上
              - key: user
                operator: In
                values:
                  - "Negan"
                  - "yyy"
          topologyKey: kubernetes.io/hostname

kubectl get pods pod-podantiaffinity-requred -n dev -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-podantiaffinity-requred   1/1     Running   0          26s   10.244.2.23   node2   <none>           <none>

4.3、污点和容忍

4.3.1、污点

前面的调度方式都是站在Pod的角度上，通过在Pod上添加属性，来确定Pod是否要调度到指定的Node上，其实我们也可以站在Node的角度上，通过在Node上添加污点属性，来决定是否运行Pod调度过来。

Node被设置了污点之后就和Pod之间存在了一种相斥的关系，进而拒绝Pod调度进来，甚至可以将已经存在的Pod驱逐出去。

污点的格式为：key=value:effect，key和value是污点的标签，effect描述污点的作用，支持如下三个选项：

? 1、PreferNoSchedule：Kubernetes将尽量避免把Pod调度到具有该污点的Node上，除非没有其他节点可以调度。

? 2、NoSchedule：Kubernetes将不会把Pod调度到具有该污点的Node上，但是不会影响当前Node上已经存在的Pod。

? 3、NoExecute：Kubernetes将不会把Pod调度到具有该污点的Node上，同时也会将Node上已经存在的Pod驱逐。

技术分享图片

说明

使用kubeadm搭建的集群，默认就会给Master节点添加一个污点标记，所以Pod就不会调度到Master节点上

4.3.2、容忍

上面介绍了污点的作用，我们可以在Node上添加污点用来拒绝Pod调度上来，但是如果就是想让一个Pod调度到一个有污点的Node上去，这时候应该怎么做？这就需要使用到容忍。

污点就是拒绝，容忍就是忽略，Node通过污点拒绝Pod调度上去，Pod通过容忍忽略拒绝。

容忍详细配置：

kubectl explain pod.spec.tolerations
......
FIELDS:
  key       # 对应着要容忍的污点的键，空意味着匹配所有的键
  value     # 对应着要容忍的污点的值
  operator  # key-value的运算符，支持Equal和Exists（默认）
  effect    # 对应污点的effect，空意味着匹配所有影响
  tolerationSeconds   # 容忍时间, 当effect为NoExecute时生效，表示pod在Node上的停留时间

当operator为Equal的时候，如果Node节点有多个Taint，那么Pod每个Taint都需要容忍才能部署上去。

当operator为Exists的时候，有如下的三种写法：

在上面的污点示例中，已经给node1打上了NoExecute的污点，此时任何Pod是调度不上去的，可以通过在Pod中添加容忍，将Pod调度上去。

创建pod-toleration.yaml文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-toleration
  namespace: dev
spec:
  containers: # 容器配置
    - name: nginx
      image: nginx:1.17.1
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      ports:
        - name: nginx-port
          containerPort: 80
          protocol: TCP
  tolerations: # 容忍
    - key: "tag" # 要容忍的污点的key
      operator: Equal # 操作符
      value: "Negan" # 要容忍的污点的value
      effect: NoExecute # 添加容忍的规则，这里必须和标记的污点规则相同

创建和查看pod

kubectl get pods pod-toleration -n dev
NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-toleration   1/1     Running   0          47s

原文：https://www.cnblogs.com/huiyichanmian/p/15106687.html

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