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master是工作平面，上面運行著三個最核心的組件，apiserver、scheduler、controller manager。除此之外,master還依賴于ectd存儲節點，最好ectd是有冗余能力的集群，
master上的 scheduler控制著pod運行在哪個node上的。不指定就用default scheduler。
調度器的功能就是調度Pod在哪個Node上運行，這些調度信息存儲在master上的etcd里面。能夠和etcd打交道的只有apiserver。
kubelete運行在node節點上，監控著Node節點上的pod狀態，并參與pod的創建等工作。
kube-proxy也運行在node節點上，它監控著service資源的變動。
kubelete和kube-proxy都要連接master上的apiserver去獲取定義信息。
default scheduler是通過三個步驟來實現調度的：
a)、預選策略(predicate)：先排除那些完全不符合此pod運行法則的節點，有兩個維度來排除，一個是最低資源需求，即節點必須滿足此Pod的最低資源；第二個是資源限額，即當前節點最多能給pod提供的資源。
b）、優選(priority)：在符合節點找到最佳匹配的節點。
c）、綁定(select)：把pod綁定到優選的節點上。
[root@master ~]# kubectl explain pod.spec nodeName：指定pod運行在指定節點上 nodeSelector：用nodeSelector指定Pod運行在擁有某種selector 標簽的節點上。
在k8s上，調度方式有這么幾類：
1、nodeaffinity，表示node親和性調度，表示這個pod對這個節點有一定的傾向性。我們通過上面的nodeselector來完成這類調度
2、podaffinity或podunaffinity：pod親和性或者pod反親和性調度，有時我們期望某些Pod運行在同一個節點上或者是相鄰的節點上，或者我們期望某些Pod不要運行在某些節點上。
3、taints和tolerations：污點和污點容忍調度：可以在某些節點上打上污點，表示這些節點不讓pod在其上面運行。taints是定義在節點之上的，tolerations是定義在pod之上的。
訪問 https://github.com/kubernetes/kubernetes/blob/master/pkg/scheduler/algorithm/predicates/predicates.go ，查看k8s源代碼，可以看到這些策略。
1、ChekNodeCondition
表示檢查是否可以在節點磁盤、網絡不可用，或未準備好的前提下，能夠把pod調度到上去。
2、GeneralPredicate
a) hostname預選策略，表示如果pod定義了hostname屬性（pod.spec.hostname），則檢查節點的名字跟pod的hostname是否想匹配，但這里并不是定義這個pod必須運行在這些節點上。
b）PodFitsHostPorts：如果節點定義了hostport屬性（pod.spec.containers.ports.hostPort），表示指定在節點的哪個端口上。如果這個節點的端口被占用了，那么這個節點就不適合運行這個pod。
c）MatchNodeSelector：檢查pods.spec.nodeSelector這個字段你是否定義了，運行在攜有這有這些標簽選擇器的節點上。
d） PodFitsResources：檢查節點是否有足夠的資源來支持這個pod運行。
[root@master ~]# kubectl describe nodes node1 Allocated resources: (Total limits may be over 100 percent, i.e., overcommitted.) Resource Requests(需求量) Limits（限額） -------- -------- ------ cpu 360m (9%) 110m (2%) memory 70Mi (1%) 70Mi (1%) Events: <none>
e）NoDiskConfict：檢查Pod所請求存儲卷在此節點上是否不可用。 注意NoDiskConfict調度策略默認沒有啟用。
f） PodToleratesNodeTaints：如果Pod定義了Tolerates（容忍度），即 pods.spec.tolerations，那么就看pod能不能容忍節點上的污點，如果是，表示這個節點可以被選定；
g) PodToleratesNodeNoExecuteTaints：檢查pod是否容忍節點上有NoExecute污點。NoExecute這個污點是啥意思呢。如果一個pod上運行在一個沒有污點的節點上后，這個節點又給加上污點了，那么NoExecute表示這個新加污點的節點會祛除其上正在運行的pod；不加NoExecute不會祛除節點上運行的pod，表示接受既成事實，這是默認策略。
h） CheckNodeLabelPresence：檢查節點上指定標簽的存在性，如果節點有pod指定的標簽，那么這個節點就被選中。
這個調度策略默認沒有啟用。
i） CheckServceAffinity：一個service下可以有多個pod，比如這些pod都運行在1、2、3機器上，而沒有運行在4、5、6機器上，那么CheckServceAffinity就表示新加入的pod都集中運行在1、2、3機器上，這樣集中好處是一個service下pod之間內部通信的效率變高了。 這個策略默認也是沒有啟用的。
j）MaxEBSVolumeCountPred：檢查節點上掛載的EBS存儲器（亞馬遜的彈性塊存儲）的數量是否超出了最大的設定值。一般來說，一個節點上最多可以掛載39個存儲卷。可以編譯安裝k8s指定該值。
k) MaxGCEPDVolumeCountPred：GCE是谷歌的云存儲引擎。可以編譯安裝k8s指定該值。
l) MaxAzureDiskVolumeCountPred:pod會選擇掛載足量Azure存儲卷的節點。
m) CheckVolumeBinding:檢查節點上的pvc是否被別的pod綁定了
n） NoVolumeZoneConfict: 檢查節點上的pod是否與pod的需求沖突。
o） CheckNodeMemoryPressure：檢查節點內存是否存在壓力
p) CheckNodePIDpressure：檢查節點pid數量是否壓力過大，但一般pid是可以重復使用的。
q）CheckNodeDiskPressure：
r) MatchInterPodAffinity：檢查Pod是否滿足親和性或者反親和性。
如果一個節點的第一個策略符合了，k8s
訪問 https://github.com/kubernetes/kubernetes/tree/master/pkg/scheduler/algorithm/priorities 可以看到k8s源碼里面的優選函數。
balanced_resource_allocation.go：均衡資源的使用方式，表示以cpu和內存占用率的相近程度作為評估標準，二者占用越接近，得分就越高，得分高的勝出。
image_locality.go：表示根據滿足當前pod對象需求的已有鏡的體積大小之和來選擇節點的。
least_requested.go:最少請求，空閑比例。對cpu來說，用cpu((capacity-sum(requested))*10/capacity)方式進行評估，得分最高的勝出。
most_requested.go：表示盡可能的把一個節點的資源先用完，這個和least_requested相反，二者不能同時使用。
node_prefer_avoid_pods.go：看節點是否有注解信息"scheduler.alpha.kubernetes.io/preferAvoidPods"。沒有這個注解信息，說明這個節點是適合運行這個pod的。
node_affinity.go：根據pod對象中的nodeselector，對節點進行匹配度檢查，能夠成功匹配的數量越多，得分就越高。
taint_toleration.go：將pod對象的spec.toleration與節點的taint列表項進行匹配度檢查，匹配的條目越多，得分越低。
selector_spreading.go：spreading是散開的意思，查找當前pod對象對應的service，statefulset，replicatset等所匹配的標簽選擇器，在節點上運行的帶有這樣標簽的pod越少得分越高，這樣的pod優選被選出。 這就是說我們要把同一個標簽選擇器下運行的pod散開(spreading)到多個節點上。
interpod_affinity.go:遍歷Pod對象親和性的條目，并將那些能夠匹配到節點權重相加，值越大的得分越高，得分高的勝出。
node_label.go：根據節點是否擁有標簽，來評估分數。
包括兩類：
節點選擇器：nodeSelector（給node打上標簽，pod通過標簽預選節點），nodeName
節點親和調度：nodeAffinity
[root@master ~]# kubectl explain pods.spec.nodeSelector
[root@master scheduler]# cat pod-demo.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-demo namespace: default labels: app: myapp #kv格式的，也可以用花括號表示 tier: frontend #定義所屬的層次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #這是注解的鍵值對 spec: containers: - name: myapp #前面的-號表示這是一個列表格式的,也可以用中括號表示 image: ikubernetes/myapp:v1 nodeSelector: #指定該pod運行在有disktype=ssd標簽的node節點上 disktype: harddisk #自己隨便寫
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-demo.yaml pod/pod-demo created
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide |grep demo
pod-demo 0/1 Pending 0 14s <none> <none>
可見，我們的pod-demo沒有運行起來，這是因為沒有任何節點打了disktype=harddisk標簽。
那我們就給node2節點打disktype=harddisk標簽試試：
[root@master scheduler]# kubectl label nodes node2 disktype=harddisk node/node2 labeled
[root@master scheduler]# kubectl get nodes --show-labels NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS master Ready master 34d v1.11.2 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=master,node-role.kubernetes.io/master= node1 Ready <none> 34d v1.11.2 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=ssd,kubernetes.io/hostname=node1 node2 Ready <none> 34d v1.11.2 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=harddisk,kubernetes.io/hostname=node2
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide |grep demo pod-demo 1/1 Running 0 5m 10.244.2.29 node2 0 3m 10.244.1.51 node1
可以看到，我們新建立的pod-demo運行在node2節點上，因為只有node2才有disktype=harddisk標簽。
[root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.affinity [root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:軟親和，可以滿足，也可以不滿足 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:硬親和，表示必須滿足 [root@master ~]# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.nodeSelectorTerms.matchExpressions
[root@master scheduler]# cat pod-nodeaffinity-demo.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-node-affinity-demo namespace: default labels: app: myapp #kv格式的，也可以用花括號表示 tier: frontend #定義所屬的層次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #這是注解的鍵值對 spec: containers: - name: myapp #前面的-號表示這是一個列表格式的,也可以用中括號表示 image: ikubernetes/myapp:v1 affinity: nodeAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬親和性 nodeSelectorTerms: - matchExpressions: - key: zone operator: In values: - foo - bar
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-nodeaffinity-demo.yaml pod/pod-node-affinity-demo created
[root@master ~]# kubectl get pods -o wide |grep affinity pod-node-affinity-demo 0/1 Pending 0 15s <none> <none>
因為我們沒有任何一個節點擁有zone這個標簽，所以pod-node-affinity-demo運行不起來。
下面我們再創建一個軟親和性的pod。
[root@master scheduler]# cat pod-nodeaffinity-demo2.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-node-affinity-demo-2 namespace: default labels: app: myapp #kv格式的，也可以用花括號表示 tier: frontend #定義所屬的層次 annotations: chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #這是注解的鍵值對 spec: containers: - name: myapp #前面的-號表示這是一個列表格式的,也可以用中括號表示 image: ikubernetes/myapp:v1 affinity: nodeAffinity: preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #軟親和性 - preference: matchExpressions: - key: zone operator: In values: - foo - bar weight: 60
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-nodeaffinity-demo2.yaml pod/pod-node-affinity-demo-2 created
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide |grep affinity-demo-2 pod-node-affinity-demo-2 1/1 Running 0 1m 10.244.2.30 node2
看到pod-node-affinity-demo-2 運行起來了，因為這個pod我們是定義的軟親和性，表示即使任何節點都沒有zone標簽，也會找個節點讓Pod運行起來。
rack是機柜的意思，如果是用rack1、rack2、rack3、rack4這樣表示節點，那么每個節點都是不同的位置；可是我們給每個節點都打一個row=row1，即表示這些機器都在第一排機柜上，那么這四個機器又在同一位置，即第一排。所以我們可以用row這樣的方式來做親和性。
[root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.affinity.podAffinity preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：軟親和，盡量滿足標簽 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬親和，必須滿足標簽
[root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.affinity.podAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution topologyKey：定義上圖row那樣的鍵 labelSelector：表示選定一組資源，跟哪些pod進行親和； namespaces：指定Pod屬于哪個名稱空間中，一般我們不跨名稱空間去引用。
[root@master scheduler]# cat pod-required-affnity-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-first
namespace: default
labels:
app: myapp #kv格式的，也可以用花括號表示
tier: frontend #定義所屬的層次
annotations:
chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #這是注解的鍵值對
spec:
containers:
- name: myapp #前面的-號表示這是一個列表格式的,也可以用中括號表示
image: ikubernetes/myapp:v1
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-second
namespace: default
labels:
app: db #kv格式的，也可以用花括號表示
tier: backend #定義所屬的層次
annotations:
chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #這是注解的鍵值對
spec:
containers:
- name: busybox #前面的-號表示這是一個列表格式的,也可以用中括號表示
image: busybox:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["sh","-c","sleep 3600"]
affinity:
podAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬親和性
- labelSelector:
matchExpressions: #匹配pod的，而不是匹配節點
- {key: app, operator: In, values: ["myapp"]} #意思是當前這個pod要跟一個有著標簽app=myapp(要和上面pod-first的metadata里面的標簽一致)的pod在一起
topologyKey: kubernetes.io/hostname
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-required-affnity-demo.yaml pod/pod-first unchanged pod/pod-second created
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE pod-first 1/1 Running 0 2m 10.244.2.33 node2 pod-second 1/1 Running 0 1m 10.244.2.34 node2
上面看到我們的兩個pod都運行在同一個節點了，這是因為pod-second會和pod-first運行在同一個節點上。
[root@master ~]# kubectl explain pods.spec.affinity.podAntiAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
[root@master scheduler]# cat pod-required-anti-affnity-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-first
namespace: default
labels:
app: myapp #kv格式的，也可以用花括號表示
tier: frontend #定義所屬的層次
annotations:
chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #這是注解的鍵值對
spec:
containers:
- name: myapp #前面的-號表示這是一個列表格式的,也可以用中括號表示
image: ikubernetes/myapp:v1
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-second
namespace: default
labels:
app: db #kv格式的，也可以用花括號表示
tier: backend #定義所屬的層次
annotations:
chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #這是注解的鍵值對
spec:
containers:
- name: busybox #前面的-號表示這是一個列表格式的,也可以用中括號表示
image: busybox:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["sh","-c","sleep 3600"]
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬親和性
- labelSelector:
matchExpressions: #匹配pod的，而不是匹配節點
- {key: app, operator: In, values: ["myapp"]} #意思是當前這個pod要跟一個有著標簽app=myapp(要和上面pod-first的metadata里面的標簽一致)的pod在一起
topologyKey: kubernetes.io/hostname
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-required-anti-affnity-demo.yaml pod/pod-first created pod/pod-second created
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE pod-first 1/1 Running 0 1m 10.244.2.35 node2 pod-second 0/1 Running 0 1m 10.244.2.36 node1
上面可以看到pod-first和pod-second就不會被調度到同一個節點上。
下面給兩個節點打標簽，給兩個節點打一樣的標簽
[root@master scheduler]# kubectl label nodes node2 zone=foo node/node2 labeled [root@master scheduler]# kubectl label nodes node1 zone=foo node/node1 labeled
[root@master scheduler]# cat pod-required-anti-affnity-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-first
namespace: default
labels:
app: myapp #kv格式的，也可以用花括號表示
tier: frontend #定義所屬的層次
annotations:
chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #這是注解的鍵值對
spec:
containers:
- name: myapp #前面的-號表示這是一個列表格式的,也可以用中括號表示
image: ikubernetes/myapp:v1
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-second
namespace: default
labels:
app: db #kv格式的，也可以用花括號表示
tier: backend #定義所屬的層次
annotations:
chenzx.com/created-by: "cluster-admin" #這是注解的鍵值對
spec:
containers:
- name: busybox #前面的-號表示這是一個列表格式的,也可以用中括號表示
image: busybox:latest
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ["sh","-c","sleep 3600"]
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬親和性
- labelSelector:
matchExpressions: #匹配pod的，而不是匹配節點
- {key: app, operator: In, values: ["myapp"]} #意思是當前這個pod要跟一個有著標簽app=myapp(要和上面pod-first的metadata里面的標簽一致)的pod在一起
topologyKey: zone
上面把topologyKey（標簽選擇器的值）的值改成zone，而pod調度策略是podAntiAffinity反親和性，所以pod-first和pod-second不能同時運行在標有zone標簽的節點上。所以最終出現的現場就是有一個pod-first能成功運行，而另外一個pod-second因為是反親和的，沒有節點可以運行而處于pending狀態。
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE pod-first 1/1 Running 0 10m 10.244.2.37 node2 pod-second 0/1 Pending 0 10m <none> <none>
前面幾種調度方式都是讓pod來選擇節點。污點是讓節點來選擇哪些pod能運行在其上面。
污點也是鍵值對。
[root@master scheduler]# kubectl explain nodes.spec.taints effect：表示當pod不能容忍節點上污點時的行為是什么，主要有三種行為： NoSchedule:僅影響調度過程，不影響現存pod。沒調度過來的就調度不過來了。如果對節點新加了污點，那么對節點上現存的Pod沒有影響。 NoExecute:既影響調度過程，也影響現存Pod，沒調度過來的就調度不過來了，如果對節點新加了污點，那么對現存的pod對象將會被驅逐 PreferNoSchedule:不能容忍就不能調度過來，但是實在沒辦法也是能調度過來的。對節點新加了污點，那么對節點上現存的pod沒有影響。
查看節點的污點：
[root@master scheduler]# kubectl describe node node1 Taints: <none>
查看pod的容忍度：
[root@master scheduler]# kubectl describe pods myapp-0 Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
每次都要檢查pod的容忍度是否和節點的污點匹配。
下面我們給node1打上污點node-type=production:NoSchedule，注意污點和容忍度都是自定義的鍵值對。
[root@master scheduler]# kubectl taint node node1 node-type=production:NoSchedule node/node1 tainted
[root@master scheduler]# kubectl explain pods.spec.tolerations tolerationSeconds：表示寬限多長時間pod被驅逐 operator：操作符，其值有Exists表示只要節點有這個污點的key，pod都能容忍；Equal表示只要節點必須精確匹配污點的key和value才能容忍，
[root@master scheduler]# cat pod-demo.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: myapp-deploy namespace: default spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: myapp release: canary template: metadata: labels: app: myapp release: canary spec: containers: - name: myapp image: ikubernetes/myapp:v1 ports: - name: http containerPort: 80 tolerations: - key: "node-type" operator: "Equal" #表示只要節點必須精確匹配污點的key和value才能容忍 value: "production" effect: "NoSchedule"
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE myapp-deploy-98fddd79f-6dzbg 1/1 Running 0 9s 10.244.1.58 node1 myapp-deploy-98fddd79f-8fqn4 1/1 Running 0 12s 10.244.1.57 node1 myapp-deploy-98fddd79f-cqnbj 1/1 Running 0 6s 10.244.1.59 node1
看到pod能容忍node1的污點node-type=production:NoSchedule，所以pod可以被調度到node1上運行。
下面我們把operator: "Equal"改成operator: "Exists"
[root@master scheduler]# cat pod-demo.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: myapp-deploy namespace: default spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: myapp release: canary template: metadata: labels: app: myapp release: canary spec: containers: - name: myapp image: ikubernetes/myapp:v1 ports: - name: http containerPort: 80 tolerations: - key: "node-type" operator: "Exists" #表示只要節點匹配key: node-type,不管其value是什么，pod都能容忍節點上的污點 value: "" effect: "NoSchedule"
[root@master scheduler]# kubectl apply -f pod-demo.yaml
[root@master scheduler]# kubectl get pods -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE myapp-deploy-7dd988dc9d-747t4 1/1 Running 0 51s 10.244.2.45 node2 myapp-deploy-7dd988dc9d-cl4ft 1/1 Running 0 47s 10.244.1.60 node1 myapp-deploy-7dd988dc9d-hnrr5 1/1 Running 0 49s 10.244.2.46 node2
最后，我們去掉節點上的污點：
[root@master metrics]# kubectl taint node node1 node-type- node/node1 untainted
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