k8s-----亲和力Affinity

news2024/9/24 17:13:21

1、应用场景

pod和节点间的关系：

某些Pod优先选择有ssd=true标签的节点，如果没有在考虑部署到其它节点;
某些Pod需要部署在ssd=true和type=physical的节点上，但是优先部署在ssd=true的节点上;

pod和pod间的关系：

同一个应用的Pod不同的副本或者同一个项目的应用尽量或必须不部署在同一个节点或者符合某个标签的一类节点上或者不同的区域; #反亲和
相互依赖的两个Pod尽量或必须部署在同一个节点上或者同一个域内。 #亲和

2、分类

Affinity亲和力:

NodeAffinity:节点亲和力/反亲和力
PodAffinity:Pod 亲和力
PodAntiAffinity:Pod反亲和力

3、可用率保障形态

通过亲和性和反亲和性可以部署到不同的宿主机、机房或者机柜，保证应用与服务的可用性。

4、亲和力配置

4.1 节点亲和力

#核心参数解释
1、requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:硬亲和力配置
	nodeSelectorTerms:节点选择器配置，可以配置多个matchExpressions(满足其一)，每个
matchExpressions下可以配置多个key、value类型的选择器(都需要满足)，其中values可以配置多个
(满足其一)

2、preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:软亲和力配置
	weight:软亲和力的权重，权重越高优先级越大，范围1-100
	preference:软亲和力配置项，和weight同级，可以配置多个，matchExpressions和硬亲和力一致 
	operator:标签匹配的方式
		In:相当于key = value的形式
		NotIn:相当于key != value的形式
		Exists:节点存在label的key为指定的值即可，不能配置values字段
		DoesNotExist:节点不存在label的key为指定的值即可，不能配置values字段 
		Gt:大于value指定的值
		Lt:小于value指定的值

#示例
apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata:
  name: with-node-affinity 
spec:
  affinity: 
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/e2e-az-name 
            operator: In
            values:
            - e2e-az1
            - az-2 
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 
      - weight: 1
        preference: 
          matchExpressions:
          - key: another-node-label-key
            operator: In
            values:
            - another-node-label-value
  containers:
  - name: with-node-affinity

4.2 pod亲和力

#核心参数，注意区分是节点还是Pod。
labelSelector:Pod选择器配置，可以配置多个
matchExpressions:和节点亲和力配置一致
operator:配置和节点亲和力一致，但是没有Gt和Lt
topologyKey:匹配的拓扑域的key，也就是节点上label的key，key和value相同的为同一个域，可以用于标注不同的机房和地区
Namespaces: 和哪个命名空间的Pod进行匹配，为空为当前命名空间

apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata:
  name: with-pod-affinity 
spec:
  affinity: 
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 
      - labelSelector:
        matchExpressions: 
        - key: security
          operator: In 
          values:
          - S1
        topologyKey: failure-domain.beta.kubernetes.io/zone 
    podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 
      - weight: 100
        podAffinityTerm: 
          labelSelector: #只能写一个，重复需要重新划分权重。
            matchExpressions: 
            - key: security
              operator: In 
              values:
                - S2
          namespaces:
          - default
          topologyKey: failure-domain.beta.kubernetes.io/zone
  containers:
  - name: with-pod-affinity
    image: nginx

5、示例

5.1 同一个应用分布到不同的节点

#反亲和力示例
apiVersion: apps/v1 
kind: Deployment 
metadata:
  labels:
    app: must-be-diff-nodes
  name: must-be-diff-nodes
  namespace: kube-public 
spec:
  replicas: 1  #只有一台机器，所以使用一个副本数
  selector:
    matchLabels:
      app: must-be-diff-nodes
  template: 
    metadata:
      labels:
        app: must-be-diff-nodes
    spec: 
      affinity:
        podAntiAffinity:  #反亲和星
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app   #pod的label选择器为must-be-diff-nodes
                operator: In
                values:
                - must-be-diff-nodes
            topologyKey: kubernetes.io/hostname  #拓扑域使用的主机名，只要主机名相同，就是一个相同的域
      containers:
      - image: nginx
        imagePullPolicy: IfNotPresent 
        name: must-be-diff-nodes

kubectl  create -f antiaffinity.yaml  #应用yaml文件
kubectl  get po -nkube-public -owide   #查看Pod详细信息，发现NODE节点是所在的主机名
NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
must-be-diff-nodes-7bdb5cfc9f-lqbjv   1/1     Running   0          53s   10.244.96.137   zhy    <none>           <none>
kubectl  scale deployment must-be-diff-nodes -n kube-public --replicas=2  #扩副本数后，如果没有合适的机器，会发现po处于penning状态

kubectl  get po -nkube-public -owide   #查看扩容后的状态
NAME                                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
must-be-diff-nodes-7bdb5cfc9f-4dn96   0/1     Pending   0          3s    <none>          <none>   <none>           <none>
must-be-diff-nodes-7bdb5cfc9f-lqbjv   1/1     Running   0          94s   10.244.96.137   zhy      <none>           <none>

##describe的详细信息如下

在这里插入图片描述

6、拓扑域TopologyKey

6.1 简介

topologyKey:拓扑域，主要针对宿主机，相当于对宿主机进行区域的划分。用label进行判断，不同的key和不同的value是属于不同的拓扑域.

kubectl  get nodes zhy --show-labels  #可以查看不同节点的label信息

6.2 示例

#我这里只有一台机器，所以只打一个region标签
[root@zhy ~/k8s/affinity]# kubectl label nodes zhy region=zhy
node/zhy labeled
[root@zhy ~/k8s/affinity]# kubectl  get nodes zhy --show-labels | grep region 
	region=zhy

#配置deploy的yaml文件
apiVersion: apps/v1 
kind: Deployment 
metadata:
  labels:
    app: must-be-diff-zone
  name: must-be-diff-zone
  namespace: kube-public 
spec:
  replicas: 2 #这里副本数为2 
  selector:
    matchLabels:
      app: must-be-diff-zone
  template: 
    metadata:
      labels:
        app: must-be-diff-zone
    spec: 
      affinity:
        podAntiAffinity: 
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions: 
              - key: app
                operator: In 
                values:
                - must-be-diff-zone
            topologyKey: region   #添加region的域，创建pod会判断两个Pod是不是属于同一个域，如果属于，则不会创建到一起，如果没有合适的节点，pod会处于pending状态
      containers:
      - image: nginx 
        imagePullPolicy: IfNotPresent 
        name: must-be-diff-zone
#创建pod
kubectl  create -f topolog.yaml
kubectl  get pod -nkube-public   #查看发现处于pending状态
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
must-be-diff-zone-99744d496-lf87d   1/1     Running   0          10s
must-be-diff-zone-99744d496-wppk2   0/1     Pending   0          10s
#查看pod错误信息
kubectl  describe pod -nkube-public must-be-diff-zone-99744d496-wppk2