1.前言

k8s的亲和性和反亲和性都是通过标签来影响pod的调度，在此基础上亲和性又分为硬亲和性和软亲和性，required为硬亲和性即标签内容必须要符合才能调度，preferred为软亲和性即标签内容不一定要符合也能调度，除此之外还有node亲和性和pod亲和性，接下来都使用一下这些亲和性的功能

2.node亲和性

2.1node软亲和性

先编辑一个yaml文件

vi deployment-nginx.yaml 

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 5
  progressDeadlineSeconds: 600
  minReadySeconds: 10
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec: 
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
      affinity:       #亲和性配置项
        nodeAffinity:       #node亲和性配置项
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:  #软亲和性配置项
            - weight: 70         #配置权重
              preference:
                matchExpressions:
                - key: key1      #配置标签key的值
                  operator: In    #配置操作符
                  values:        #配置标签values的值
                    - value1
            - weight: 30         #配置权重
              preference:
                matchExpressions:
                - key: key2
                  operator: In
                  values:
                    - value2

配置一下node节点的标签，给node01节点打上权重高的标签，node02节点打上权重低的标签

kubectl label node k8s-node01 key1=value1

kubectl label node k8s-node02 key2=value2

执行yaml文件

kubectl create -f deployment-nginx.yaml

查看一下pod再node上的分配情况

kubectl get pod -o wide -n default -l app=nginx

 可以看到node01上分配的pod比node02节点多，这就是权重导致的，软亲和性是不强制要求调度到特定节点的，可以把node节点的label标签删掉，再重新创建delpoyment，pod依然能正常调度，我这里只贴一下效果，就不展示过程了

2.2node硬亲和性

 编辑一下yaml文件

vi deployment-nginx.yaml 

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 5
  progressDeadlineSeconds: 600
  minReadySeconds: 10
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec: 
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
      affinity:  
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   #硬亲和性配置项
            nodeSelectorTerms:   #通过 nodeSelectorTerms，可以指定多个节点标签的匹配规则，从而更加灵活地控制 Pod 的调度,再有多个nodeSelectorTerms时，他们的关系为或，即node节点满足任意一个nodeSelectorTerms中的规则时，就可以把pod调度到该节点上
            - matchExpressions:    #通过 matchExpressions，可以精确地指定一个节点标签的匹配规则，从而更加精细地控制 Pod 的调度,在使用多个matchExpressions的情况下，他们的关系为且，即node节点需要满足所有matchExpressions项的规则才可以把pod调度到该节点上
              - key: key1
                operator: In
                values:   #这里配置了两个values值，因为控制项使用的是In，只要node满足其中一个即可调度
                - value1
                - value2

我现在的node节点上是没有标签的，先来测试一下pod的调度情况

可以看到因为设置了硬亲和性的原因pod调度不到任何一个node节点上，状态为pending，接下来我们给node01打上符合yaml文件硬亲和性的标签看看效果

kubectl label node k8s-node01 key1=value1 

 可以看到给node01节点打上标签后，所有pod都调度到了node01节点上了

3.pod亲和性和反亲和性

 3.1pod软亲和性

 编辑一下yaml文件

vi deployment-nginx.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 5
  progressDeadlineSeconds: 600
  minReadySeconds: 10
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec: 
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
      affinity:
        podAffinity:   #pod亲和性配置项
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:  #软亲和性配置项
          - weight: 70    #配置权重
            podAffinityTerm:
              labelSelector:
                matchExpressions:
                - key: key1
                  operator: In
                  values:
                  - value1
              topologyKey: zone   #在 PodAffinity 中，topologyKey 配置项用于指定 Pod 应该调度到哪些节点上。例如，可以将 topologyKey 设置为 kubernetes.io/hostname，这样 Pod 将调度到与它在同一主机上的节点上
          - weight: 30
            podAffinityTerm:
              labelSelector:
                matchExpressions:
                - key: key2
                  operator: In
                  values:
                  - value2
              topologyKey: zone

执行以下yaml文件看一下效果

kubectl create -f  deployment-nginx.yaml

 pod软亲和性表示Pod将尽可能被调度到与它们亲和的pod所在的节点上，但如果没有符合条件的pod，Pod仍然可以被调度到其他节点上

 3.2pod硬亲和性

编辑一下yaml文件

vi deployment-nginx.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 5
  progressDeadlineSeconds: 600
  minReadySeconds: 10
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec: 
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
      affinity:
        podAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬亲和性配置项
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: key1
                operator: In
                values:
                - value1
            topologyKey: kubernetes.io/hostname

执行以下yaml文件看一下效果

kubectl create -f  deployment-nginx.yaml

现在集群中是没有pod的，没有可以满足pod硬性亲和条件的pod，所以pod无法调度，现在创建两个不符合以上条件标签的pod看看效果

vi web1.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: web
  name: web1
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      key3: value3
  template:
    metadata:
      labels:
        key3: value3  #这里pod使用的标签和上面亲和性的标签不一致
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.19
        name: nginx1

kubectl create -f web1.yaml

kubectl get pod -o wide

可以看到依旧没有满足硬亲和性调度的条件，pod还是pending状态，接下来创建一个符合以上条件标签的pod看看效果

vi web.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: web
  name: web
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      key1: value1
  template:
    metadata:
      labels:
        key1: value1   #此处使用与硬亲和性条件一样的label
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.19
        name: nginx

kubectl create -f web.yaml

kubectl get pod -o wide

可以看到有满足硬亲和性条件标签的pod后，所有pod都调度到了与该pod相同的节点上

pod硬亲和性表示Pod必须被调度到与它们亲和的pod的节点上，否则它们将无法被调度

3.3pod硬反亲和性

编辑一下yaml文件

vi deployment-nginx.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 5
  progressDeadlineSeconds: 600
  minReadySeconds: 10
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec: 
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
      affinity:
        podAntiAffinity:  #反亲和性配置项
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   #硬反亲和性配置项
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: key1
                operator: In
                values:
                - value1
            topologyKey: zone   #避免pod调度到故障节点上

上一个试验创建的web和web1的pod还没删除，使用他们来验证一下硬反亲和性，web使用的标签是符合硬反亲和性的条件，执行一下这个yaml看看效果

kubectl create -f deployment-nginx.yaml

kubectl get pod -o wide

可以看到因为硬反亲和性的原因，所有创建的nginx pod都和web pod不在同一个节点上

3.4pod软反亲和性

编辑一下yaml文件

vi deployment-nginx.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  labels:
    app: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  replicas: 5
  progressDeadlineSeconds: 600
  minReadySeconds: 10
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec: 
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.21
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
      affinity:
        podAntiAffinity:  #反亲和性配置项
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   #软反亲和性配置项
          - weight: 100
            podAffinityTerm:
              labelSelector:
                matchExpressions:
                - key: key1
                  operator: In
                  values:
                  - value1
              topologyKey: zone

 依然使用带有符合反亲和性条件的web pod，执行一下yaml看看效果

kubectl create -f deployment-nginx.yaml

kubectl get pod -o wide

 可以看到因为软反亲和性的原因，有一些nginx pod调度到了和web pod相同的节点上

亲和性和反亲和性的使用展示就这么多，接来下所以下上面使用到的配置项的补充

operator：用于指定匹配规则的操作符，operator参数可以设置为In、NotIn、Exists、DoesNotExist、Gt、Lt、Gte、Lte、DoubleEqual、NotEqual等值中的一种

In：表示标签的值必须包含在给定的值列表中

NotIn：表示标签的值不能包含在给定的值列表中

Exists：表示标签必须存在

DoesNotExist：表示标签必须不存在

Gt：表示标签的值必须大于给定的值

Lt：表示标签的值必须小于给定的值

Gte：表示标签的值必须大于或等于给定的值

Lte：表示标签的值必须小于或等于给定的值

DoubleEqual：表示标签的值必须等于给定的值

NotEqual：表示标签的值不能等于给定的值

在软亲和性和软反亲和性的配置中，topologyKey项是必须要配置的，不配置的话执行yaml文件会报错