【云原生 | 从零开始学Kubernetes六、Kubernetes核心技术Pod

pod调度策略

• 上篇的知识补充
• • Pod镜像拉取策略
  • Pod资源限制
  • Pod重启机制
  • Pod健康检查
  • Pod调度策略
  • • 创建Pod流程
  • 节点亲和性
  • • node 节点亲和性调度：nodeAffinity
  • 写在最后

上篇的知识补充

Pod镜像拉取策略

我们以具体实例来说，拉取策略就是 imagePullPolicy

拉取策略主要分为了以下几种

• IfNotPresent：默认，镜像在宿主机上不存在才拉取
• Always：每次创建Pod都会重新拉取一次镜像
• Never：Pod永远不会主动拉取这个镜像

Pod资源限制

也就是我们Pod在进行调度的时候，可以对调度的资源进行限制，例如我们限制 Pod调度是使用的资源是 2C4G，那么在调度对应的node节点时，只会占用对应的资源，对于不满足资源的节点，将不会进行调度

这里分了两个部分

• request：表示调度所需的资源
• limits：表示最大所占用的资源

Pod重启机制

因为Pod中包含了很多个容器，假设某个容器出现问题了，那么就会触发Pod重启机制

重启策略主要分为以下三种

• Always：当容器终止退出后，总是重启容器，用在nginx等，需要不断提供服务的情况。
• OnFailure：当容器异常退出（退出状态码非0）时，才重启容器。
• Never：当容器终止退出，从不重启容器，适用于批量任务（只执行一次的任务）。

Pod健康检查

通过容器检查，原来我们使用下面的命令来检查

kubectl get pod

但是有的时候，程序可能出现了 Java 堆内存溢出，程序还在运行，但是不能对外提供服务了，这个时候就不能通过 容器检查来判断服务是否可用了

这个时候就可以使用应用层面的检查

存活检查，如果检查失败，将杀死容器，根据Pod的restartPolicy【重启策略】来操作

livenessProbe

就绪检查，如果检查失败，Kubernetes会把Pod从Service endpoints中剔除

readinessProbe

Pod调度策略

Pod 是 Kubernetes 中最基本的部署调度单元，可以包含 container，逻辑上表示某种应用的一个实例。例如一个 web 站点应用由前端、后端及数据库构建而成，这三个组件将运行在各自的容器中，那么我们可以创建包含三个 container 的 pod。

创建Pod流程

• 首先创建一个pod，然后创建一个API Server 和 Etcd【把创建出来的信息存储在etcd中】

客户端提交创建 Pod 的请求，可以通过调用 API Server 的 Rest API 接口，也可以通过 kubectl 命令行工具。如 kubectl apply -f filename.yaml(资源清单文件)

apiserver 接收到 pod 创建请求后，会将 yaml 中的属性信息(metadata)写入 etcd。

apiserver 触发 watch 机制准备创建 pod，信息转发给调度器 scheduler，调度器使用调度算法选择 node，调度器将 node 信息给 apiserver，apiserver 将绑定的 node 信息写入 etcd.

• 然后创建 Scheduler，监控API Server是否有新的Pod，如果有的话，会通过调度算法，把pod调度某个node上

调度器用一组规则过滤掉不符合要求的主机。比如 Pod 指定了所需要的资源量，那么可用资源比 Pod 需 要的资源量少的主机会被过滤掉。
scheduler 查看 k8s api ，类似于通知机制。

首先判断：pod.spec.Node == null? 若为 null，表示这个 Pod 请求是新来的，需要创建；因此先进行调度计算，找到最“闲”的 node。

然后将信息在 etcd 数据库中更新分配结果：pod.spec.Node = nodeA (设置一个具体的节点) ps:同样上述操作的各种信息也要写到 etcd 数据库中

• 在node节点，会通过 kubelet -- apiserver 读取etcd 拿到分配在当前node节点上的pod，然后通过docker创建容器

apiserver 又通过 watch 机制，调用 kubelet，指定 pod 信息，调用 Docker API 创建并启动 pod 内的容器。

创建完成之后反馈给 kubelet, kubelet 又将 pod 的状态信息给 apiserver, apiserver 又将 pod 的状态信息写入 etcd。

master 节点：kubectl -> kube-api -> kubelet -> CRI 容器环境初始化

节点亲和性

节点亲和性 nodeAffinity 和 之前nodeSelector 基本一样的，根据节点上标签约束来决定Pod调度到哪些节点上

• 硬亲和性：约束条件必须满足
• 软亲和性：尝试满足，不保证

支持常用操作符：in、NotIn、Exists、Gt、Lt、DoesNotExists

反亲和性：就是和亲和性刚刚相反，如 NotIn、DoesNotExists等

node 节点亲和性调度：nodeAffinity

[root@k8smaster ~]# kubectl explain pods.spec.affinity 
KIND: Pod 
VERSION: v1 
RESOURCE: affinity <Object> 
DESCRIPTION: 
	If specified, the pod's scheduling constraints 
	Affinity is a group of affinity scheduling rules. 
FIELDS: 
	nodeAffinity <Object> 
	podAffinity <Object> 
	podAntiAffinity <Object> 
 
[root@k8smaster ~]# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity 
KIND: Pod 
VERSION: v1 
RESOURCE: nodeAffinity <Object> 
DESCRIPTION: 
Describes node affinity scheduling rules for the pod. 
Node affinity is a group of node affinity scheduling rules. 
FIELDS: 
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution <[]Object> 
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution <Object> 
 
prefered 表示有节点尽量满足这个位置定义的亲和性，这不是一个必须的条件，软亲和性 
require 表示必须有节点满足这个位置定义的亲和性，这是个硬性条件，硬亲和性 


[root@k8smaster ~]# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
KIND: Pod 
VERSION: v1 
RESOURCE: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution <Object> 
DESCRIPTION: 
FIELDS: 
nodeSelectorTerms <[]Object> -required- 
Required. A list of node selector terms. The terms are ORed. 
 
[root@k8smaster ~]# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.nodeSe
lectorTerms 
KIND: Pod 
VERSION: v1 
RESOURCE: nodeSelectorTerms <[]Object> 
DESCRIPTION: 
 Required. A list of node selector terms. The terms are ORed. 
 A null or empty node selector term matches no objects. The requirements of 
 them are ANDed. The TopologySelectorTerm type implements a subset of the 
 NodeSelectorTerm. 
FIELDS: 
 matchExpressions <[]Object> 
 matchFields <[]Object> 
 
matchExpressions：匹配表达式的 
matchFields： 匹配字段的 
 
[root@k8smaster ~]# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.nodeSe
lectorTerms.matchFields 
KIND: Pod 
VERSION: v1 
RESOURCE: matchFields <[]Object> 
DESCRIPTION: 
 
FIELDS: 
 key <string> -required- 
 values <[]string> 
 
[root@k8smaster ~]# kubectl explain pods.spec.affinity.nodeAffinity.requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution.nodeSelectorTerms.matchExpressions 
KIND: Pod 
VERSION: v1 
RESOURCE: matchExpressions <[]Object>

DESCRIPTION: 
FIELDS: 
 key <string> -required- 
 operator <string> -required- 
 values <[]string> 
key：检查 label 
operator：做等值选则还是不等值选则 
values：给定值 
 
例 1：使用 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 硬亲和性 
在node1和2用docker拉取nginx镜像

[root@k8smaster ~]# vim pod-nodeaffinity-demo.yaml 
apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
  name: pod-node-affinity-demo 
  namespace: default 
    labels: 
      app: myapp 
      tier: frontend 
spec: 
  containers: 
  - name: myapp 
    image: nginx
  affinity: 
    nodeAffinity: 
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 
        nodeSelectorTerms: 
        - matchExpressions: 
        - key: zone 
          operator: In 
          values: 
            - foo 
            - bar 
 
我们检查当前节点中有任意一个节点拥有 zone 标签的值是 foo 或者 bar，就可以把 pod 调度到这个 node 节点的 foo 或者 bar 标签上的节点上 
[root@k8smaster ~]# kubectl apply -f pod-nodeaffinity-demo.yaml
[root@k8smaster ~]# kubectl get pods -o wide | grep pod-node 
pod-node-affinity-demo 0/1 Pending 0 k8snode

status 的状态是 pending，上面说明没有完成调度，因为没有一个拥有 zone 的标签的值是 foo 或者 bar，而且使用的是硬亲和性，必须满足条件才能完成调度 
[root@k8smaster ~]# kubectl label nodes xianchaonode1 zone=foo 
给这个 node 节点打上标签 zone=foo，在查看 
[root@k8smaster ~]# kubectl get pods -o wide 显示如下： 
pod-node-affinity-demo 1/1 Running 0 k8snode
 
例 2 使用 preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 软亲和性 
[root@k8smaster ~]# vim pod-nodeaffinity-demo-2.yaml 
apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
  name: pod-node-affinity-demo-2 
  namespace: default 
    labels: 
      app: myapp 
      tier: frontend 
spec: 
  containers: 
  - name: myapp 
    image: ikubernetes/myapp:v1 
  affinity: 
    nodeAffinity: 
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 
    - preference: 
        matchExpressions: 
       - key: zone1 
         operator: In 
         values: 
         - foo1 
         - bar1 
           weight: 60 
[root@k8smaster ~]# kubectl apply -f pod-nodeaffinity-demo-2.yaml 
[root@k8smaster ~]# kubectl get pods -o wide |grep demo-2 
pod-node-affinity-demo-2 1/1 Running 0 k8snode1
 
上面说明软亲和性是可以运行这个 pod 的，尽管没有运行这个 pod 的节点定义的 zone1 标签 
 
Node 节点亲和性针对的是 pod 和 node 的关系，Pod 调度到 node 节点的时候匹配的条件 

写在最后

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