kubernetes亲和性和反亲和性，污点和容忍

在 Kubernetes 中，亲和性和反亲和性可以用来控制 Pod 如何调度到节点上，而污点和容忍则可以用来控制节点是否接受 Pod。在本文中，我们将介绍 Kubernetes 中亲和性、反亲和性、污点和容忍的概念，并提供一些示例来帮助读者更好地理解这些概念。

亲和性和反亲和性

亲和性和反亲和性可以用来控制 Pod 如何调度到节点上。亲和性表示 Pod 要求与特定的节点调度在一起，反亲和性表示 Pod 不希望与特定的节点调度在一起。

在 Kubernetes 中，亲和性和反亲和性可以通过 NodeSelector 和 NodeAffinity 两种方式来实现。NodeSelector 适用于简单的场景，只能指定一个键值对，而 NodeAffinity 可以进行更复杂的匹配。

以下是一个使用 NodeSelector 来控制 Pod 调度的示例：

代码语言：javascript复制

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  nodeSelector:
    disk: ssd

这个示例中，我们指定 Pod 只能调度到具有标签 disk=ssd 的节点上。

以下是一个使用 NodeAffinity 来控制 Pod 调度的示例：

代码语言：javascript复制

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: disk-type
            operator: In
            values:
            - ssd

这个示例中，我们指定 Pod 只能调度到具有标签 disk-type=ssd 的节点上。

反亲和性与亲和性的实现类似，只是条件相反。以下是一个使用 NodeAffinity 和 NotIn 进行反亲和性的示例：

代码语言：javascript复制

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  affinity:
    nodeAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - preference:
          matchExpressions:
          - key: disk-type
            operator: NotIn
            values:
            - hdd
        weight: 1

这个示例中，我们指定 Pod 不希望调度到具有标签 disk-type=hdd 的节点上。

污点和容忍

污点和容忍可以用来控制节点是否接受 Pod。污点是一个节点的属性，用于表示节点上可能存在的问题，例如磁盘空间不足、内存不足等。容忍则是 Pod 的属性，用于表示 Pod 是否愿意在存在某些污点的节点上运行。

在 Kubernetes 中，污点和容忍可以通过 Taints 和 Tolerations 两种方式来实现。Taints 是节点的属性，用于标记节点上存在的问题，而 Tolerations 是 Pod 的属性，用于表示 Pod 是否愿意在存在某些 Taints 的节点上运行。

以下是一个使用 Taints 和 Tolerations 来控制 Pod 调度的示例：

代码语言：javascript复制

apiVersion: v1
kind: Node
metadata:
  name: node-1
spec:
  taints:
  - key: disk-pressure
    value: "true"
    effect: NoSchedule
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  tolerations:
  - key: disk-pressure
    operator: Equal
    value: "true"
    effect: NoSchedule

这个示例中，我们在 node-1 节点上添加了一个 Taints，用于表示节点存在磁盘压力问题，该 Taints 的效果为 NoSchedule，表示不会有新的 Pod 调度到该节点上。然后我们在 Pod 中添加了一个 Tolerations，表示 Pod 愿意在存在 disk-pressure=Ture 的节点上运行。

除了 NoSchedule，还有 NoExecute 和 PreferNoSchedule 两种 Taints 的效果。NoExecute 表示节点上已经存在的 Pod 不受影响，但不会再有新的 Pod 调度到该节点上；PreferNoSchedule 表示尽量不要在节点上调度新的 Pod，但不是绝对的，如果没有其他可用节点，Pod 还是会调度到该节点上。

以下是一个使用 Taints 和 Tolerations 来控制 Pod 调度的示例，其中有多个 Taints 和 Tolerations：

代码语言：javascript复制

apiVersion: v1
kind: Node
metadata:
  name: node-1
spec:
  taints:
  - key: disk-pressure
    value: "true"
    effect: NoSchedule
  - key: gpu
    value: "nvidia"
    effect: NoSchedule
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
  tolerations:
  - key: disk-pressure
    operator: Equal
    value: "true"
    effect: NoSchedule
  - key: gpu
    operator: Exists
    effect: NoSchedule
  - key: custom-taint
    operator: Exists
    effect: PreferNoSchedule

这个示例中，我们在 node-1 节点上添加了两个 Taints，一个用于表示节点存在磁盘压力问题，另一个用于表示节点有 Nvidia GPU，两个 Taints 的效果均为 NoSchedule。然后我们在 Pod 中添加了三个 Tolerations，一个用于容忍 disk-pressure=Ture 的节点，一个用于容忍存在 Nvidia GPU 的节点，一个用于容忍存在自定义 Taints 的节点，但只是尽量不要调度到该节点上。

在使用亲和性、反亲和性、污点和容忍时需要注意以下几点：

亲和性和反亲和性只在节点之间的调度时生效，而不会影响 Pod 内容器之间的调度。
污点和容忍只在 Pod 调度时生效，而不会影响已经在节点上运行的 Pod。
在实际使用中，需要根据具体的业务场景和需求来设置亲和性、反亲和性、污点和容忍，避免影响系统的性能和可用性。
可以使用 kubectl describe node 命令来查看节点上的 Taints 和 Pod 中的 Tolerations。
可以使用 kubectl taint node 命令来添加或删除节点上的 Taints。
可以使用 kubectl annotate pod 命令来添加或删除 Pod 中的 Tolerations。
可以使用 kubectl get nodes --show-labels 命令来查看节点的标签。
可以使用 kubectl label node 命令来为节点添加或删除标签。

总之，亲和性、反亲和性、污点和容忍是 Kubernetes 中非常重要的概念，可以用来控制 Pod 的调度和部署，提高系统的可用性和性能。在实际应用中，需要根据具体的业务需求来合理设置这些参数，以达到最优的效果。

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