不背锅运维：K8S之污点、污点容忍

2023-03-01 16:49:44 浏览数 (1)

写在开篇

❝

本篇分享k8s的污点、污点容忍，感谢持续关注我的盆友们。如有考k8s认证需求的盆友，可和我取得联系，了解K8S认证请猛戳：《K8s CKA CKS认证实战班》2023版

❞

K8s CKA CKS认证实战班》2023版：https://mp.weixin.qq.com/s/h1bjcIwy2enVD203o-ntlA

污点和污点容忍

什么是污点？

❝

节点亲和性是Pod的一种属性，它使 Pod 被吸引到一类特定的节点 （这可能出于一种偏好，也可能是硬性要求）。 污点（Taint） 则相反——它使节点能够排斥一类特定的Pod。也就是说避免pod调度到特定node上，告诉默认的pod，我拒绝你的分配，是一种主动拒绝的行为。

❞

什么是污点容忍？

❝

是应用于 Pod 上的。容忍度允许调度器调度带有对应污点的 Pod。 容忍度允许调度但并不保证调度。也就是说，允许pod调度到持有Taint的node上，希望pod能够分配到带污点的节点，增加了污点容忍，那么就会认可这个污点，就「有可能」分配到带污点的节点（如果希望pod可以被分配到带有污点的节点上，要在pod配置中添加污点容忍字段）。

❞

污点和容忍（Toleration）相互配合，可以用来避免Pod被分配到不合适的节点上，每个节点上都可以应用一个或多个污点，这表示对于那些不能容忍这些污点的Pod， 是不会被该节点接受的。

再用大白话理解一下，也就是说，基于节点标签的分配，是站在Pod的角度上，它是通过在pod上添加属性来确定pod是否要调度到指定的node上的。其实，也还可以站在Node的角度上，通过在node上添加污点属性，来避免pod被分配到不合适的节点上。

语法格式

节点添加污点的语法格式

代码语言：txt复制
kubectl taint node xxxx key=value:[effect]

effect（效果）：

  • NoSchedule：不能被调度
  • PreferNoSchedule：尽量不要调度
  • NoExecute：不但不会调度，还会驱逐Node上已有的pod

删除污点的语法格式

代码语言：txt复制
kubectl taint node xxxx key=value:[effect]-

实战

  1. 给test-b-k8s-node02节点打上污点，不干预调度到哪台节点，让k8s按自己的算法进行调度，看看这10个pod会不会分配到带有污点的节点上
代码语言：txt复制
# 打污点
kubectl taint node test-b-k8s-node02 disktype=sas:NoSchedule

# 查看node详情的Taints字段
tantianran@test-b-k8s-master:~$ kubectl describe node test-b-k8s-node02 | grep Taint
Taints:             disktype=sas:NoSchedule

goweb-demo.yaml

代码语言：txt复制
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort
代码语言：txt复制
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ kubectl get pod -n test-a -o wide
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
goweb-demo-b98869456-84p4b   1/1     Running   0          18s   10.244.240.50   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-b98869456-cjjj8   1/1     Running   0          18s   10.244.240.13   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-b98869456-fxgjf   1/1     Running   0          18s   10.244.240.12   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-b98869456-jfdvl   1/1     Running   0          18s   10.244.240.43   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-b98869456-k6krp   1/1     Running   0          18s   10.244.240.41   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-b98869456-kcpsz   1/1     Running   0          18s   10.244.240.6    test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-b98869456-lrkzc   1/1     Running   0          18s   10.244.240.49   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-b98869456-nqr2j   1/1     Running   0          18s   10.244.240.33   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-b98869456-pt5zk   1/1     Running   0          18s   10.244.240.28   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-b98869456-s9rt5   1/1     Running   0          18s   10.244.240.42   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ 

❝

发现全部都在test-b-k8s-node01节点，test-b-k8s-node01节点有污点，因此拒绝承载pod。

❞

  1. test-b-k8s-node01节点已经有污点了，再通过nodeSelector强行指派到该节点，看看会不会分配到带有污点的节点上

goweb-demo.yaml

代码语言：txt复制
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      nodeSelector:
        disktype: sas
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort

查看pod的创建情况

代码语言：txt复制
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ kubectl get pod -n test-a
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
goweb-demo-54bc765fff-2gb98   0/1     Pending   0          20s
goweb-demo-54bc765fff-67c56   0/1     Pending   0          20s
goweb-demo-54bc765fff-6fdvx   0/1     Pending   0          20s
goweb-demo-54bc765fff-c2bgd   0/1     Pending   0          20s
goweb-demo-54bc765fff-d55mw   0/1     Pending   0          20s
goweb-demo-54bc765fff-dl4x4   0/1     Pending   0          20s
goweb-demo-54bc765fff-g4vb2   0/1     Pending   0          20s
goweb-demo-54bc765fff-htjkp   0/1     Pending   0          20s
goweb-demo-54bc765fff-s76rh   0/1     Pending   0          20s
goweb-demo-54bc765fff-vg6dn   0/1     Pending   0          20s
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ 

❝

尴尬的局面很显然了，该节点明明存在污点，又非得往上面指派，因此让所有Pod处于在了Pending的状态，也就是待分配的状态，那如果非要往带有污点的Node上指派pod，怎么办？看下面的例子

❞

  1. 非要往带有污点的Node上指派pod，保留nodeSelector，直接增加污点容忍，pod是不是肯定会分配到带有污点的节点上？测试下便知 goweb-demo.yaml
代码语言：txt复制
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      nodeSelector:
        disktype: sas
      tolerations:
      - key: "disktype"
        operator: "Equal"
        value: "sas"
        effect: "NoSchedule"
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort

查看Pod创建状态

代码语言：txt复制
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ kubectl get pod -n test-a
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
goweb-demo-68cf558b74-6qddp   0/1     Pending   0          109s
goweb-demo-68cf558b74-7g6cm   0/1     Pending   0          109s
goweb-demo-68cf558b74-f7g6t   0/1     Pending   0          109s
goweb-demo-68cf558b74-kcs9j   0/1     Pending   0          109s
goweb-demo-68cf558b74-kxssv   0/1     Pending   0          109s
goweb-demo-68cf558b74-pgrvb   0/1     Pending   0          109s
goweb-demo-68cf558b74-ps5dn   0/1     Pending   0          109s
goweb-demo-68cf558b74-rb2w5   0/1     Pending   0          109s
goweb-demo-68cf558b74-tcnj4   0/1     Pending   0          109s
goweb-demo-68cf558b74-txqfs   0/1     Pending   0          109s

❝

在上面的yaml中，tolerations字段为污点容忍，经过测试就可以回答刚才的问题：保留nodeSelector，直接增加污点容忍，pod是不是肯定会分配到带有污点的节点上？经过测试后，给出的答案是：不是。

❞

那怎么办呢？继续测试，现在把nodeSelector去掉，只留下污点容忍，看看pod会不会有可能分配到打了污点的节点上？

goweb-demo.yaml

代码语言：txt复制
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      tolerations:
      - key: "disktype"
        operator: "Equal"
        value: "sas"
        effect: "NoSchedule"
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort

查看pod创建情况

代码语言：txt复制
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ kubectl get pod -n test-a -o wide
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP              NODE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
goweb-demo-55ff5cd68c-287vw   1/1     Running   0          110s   10.244.222.57   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-55ff5cd68c-7s7zb   1/1     Running   0          110s   10.244.222.24   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-55ff5cd68c-84jww   1/1     Running   0          110s   10.244.240.24   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-55ff5cd68c-b5l9m   1/1     Running   0          110s   10.244.240.15   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-55ff5cd68c-c2gfp   1/1     Running   0          110s   10.244.222.3    test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-55ff5cd68c-hpjn4   1/1     Running   0          110s   10.244.240.62   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-55ff5cd68c-j5bvc   1/1     Running   0          110s   10.244.222.43   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-55ff5cd68c-r95f6   1/1     Running   0          110s   10.244.240.16   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-55ff5cd68c-rhvmw   1/1     Running   0          110s   10.244.240.60   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-55ff5cd68c-rl8nh   1/1     Running   0          110s   10.244.222.8    test-b-k8s-node02   <none>           <none>

❝

从上面的分配结果可以看出，有些Pod分配到了打了污点容忍的test-b-k8s-node02节点上。

❞

  1. 再玩个小例子，让它容忍任何带污点的节点，master默认也是有污点的（二进制搭建的除外），那pod会不会有可能跑master去哦？测试一下便知

先看看master的污点情况

代码语言：txt复制
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ kubectl describe node test-b-k8s-master | grep Taint
Taints:             node-role.kubernetes.io/control-plane:NoSchedule

goweb-demo.yaml

代码语言：txt复制
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      tolerations:
        - effect: "NoSchedule"
          operator: "Exists"
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort

查看pod创建情况

代码语言：txt复制
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ kubectl get pod -n test-a -o wide
NAME                          READY   STATUS             RESTARTS   AGE   IP              NODE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
goweb-demo-65bbd7b49c-5qb5m   0/1     ImagePullBackOff   0          20s   10.244.82.55    test-b-k8s-master   <none>           <none>
goweb-demo-65bbd7b49c-7qqw8   1/1     Running            0          20s   10.244.222.13   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-65bbd7b49c-9tflk   1/1     Running            0          20s   10.244.240.27   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-65bbd7b49c-dgxhx   1/1     Running            0          20s   10.244.222.44   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-65bbd7b49c-fbmn5   1/1     Running            0          20s   10.244.240.1    test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-65bbd7b49c-h2nnz   1/1     Running            0          20s   10.244.240.39   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-65bbd7b49c-kczsp   1/1     Running            0          20s   10.244.240.40   test-b-k8s-node01   <none>           <none>
goweb-demo-65bbd7b49c-ms768   1/1     Running            0          20s   10.244.222.45   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-65bbd7b49c-pbwht   0/1     ErrImagePull       0          20s   10.244.82.56    test-b-k8s-master   <none>           <none>
goweb-demo-65bbd7b49c-zqxlt   1/1     Running            0          20s   10.244.222.18   test-b-k8s-node02   <none>           <none>

居然还真的有2个Pod跑master节点去了（test-b-k8s-master），master节点本地没有对应的image，且harbor服务器也没开机，所以拉取image失败了。这个不是关心的问题。关心的问题是，居然有pod跑master节点去了，是因为k8s的这个机制：如果一个容忍度的key为空且operator为Exists，表示这个容忍度与任意的key、value和effect都匹配，即这个容忍度能容忍任何污点。了解了这个Exists的机制后，就知道为啥会跑master去了吧？

❝

警告：要注意了，master之所以默认会打上污点，是因为master是管理节点、考虑到安全的问题，所以master节点是不建议跑常规的pod（或者说是不建议跑业务pod）。

❞

  1. 打了污点的节点，到底有没有办法可以强行分配到该节点上？我们试试

节点test-b-k8s-node02是打了污点的

代码语言：txt复制
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ kubectl describe node test-b-k8s-node02 | grep Taint
Taints:             disktype=sas:NoSchedule

goweb-demo.yaml

代码语言：txt复制
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-a
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: goweb-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: goweb-demo
    spec:
      nodeName: test-b-k8s-node02
      containers:
      - name: goweb-demo
        image: 192.168.11.247/web-demo/goweb-demo:20221229v3
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: goweb-demo
  namespace: test-a
spec:
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 8090
  selector:
    app: goweb-demo
  type: NodePort

❝

在上面的配置中，注意nodeName字段，nodeName指定节点名称，用于将Pod调度到指定的Node上，它的机制是「不经过调度器」

❞

查看pod创建情况

代码语言：txt复制
tantianran@test-b-k8s-master:~/goweb-demo$ kubectl get pod -n test-a -o wide
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
goweb-demo-dd446d4b9-2zdnx   1/1     Running   0          13s   10.244.222.39   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-dd446d4b9-4qbg9   1/1     Running   0          13s   10.244.222.6    test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-dd446d4b9-67cpl   1/1     Running   0          13s   10.244.222.63   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-dd446d4b9-fhsgf   1/1     Running   0          13s   10.244.222.53   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-dd446d4b9-gp9gj   1/1     Running   0          13s   10.244.222.49   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-dd446d4b9-hzvs2   1/1     Running   0          13s   10.244.222.9    test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-dd446d4b9-px598   1/1     Running   0          13s   10.244.222.22   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-dd446d4b9-rkbm4   1/1     Running   0          13s   10.244.222.40   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-dd446d4b9-vr9mq   1/1     Running   0          13s   10.244.222.17   test-b-k8s-node02   <none>           <none>
goweb-demo-dd446d4b9-wnfqc   1/1     Running   0          13s   10.244.222.16   test-b-k8s-node02   <none>           <none>

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会发现，所有Pod都分配到了test-b-k8s-node02节点，怎么不会分一些到test-b-k8s-node01节点？原因就是，它的机制是不经过调度器的。nodeName这个字段建议在生产环境中还是少用，所有Pod都在一个节点上，这就存在单点故障了。其实，测试环境下还是可以用的嘛！

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最后

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关于本篇的分享就到这里，后面还会有更多的小案例分享给大家，欢迎持续关注。想要考K8S认证的盆友请猛戳了解：https://mp.weixin.qq.com/s/h1bjcIwy2enVD203o-ntlA

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