K8S的污点和容忍度(理论+实战)
5分钟搞懂K8S的污点和容忍度(理论+实战)
本文主要快速讲解Kubernetes的污点和容忍度，一句话总结：如果Pod能容忍某个节点上的污点，那么Pod就可以调度到该节点。
在K8S中，如果Pod能容忍某个节点上的污点，那么Pod就可以调度到该节点。如果不能容忍，那就无法调度到该节点。污点和容忍度就像谈恋爱的小情侣，你情我愿，女生知道男生的缺点，却依然选择容忍，这样他们可以生活在一起。如果女生容忍不了男生的缺点，那就没法生活在一起。
1、理论
1.1、污点和容忍度的概念
- 污点（Taints）：定义在节点上，用于拒绝Pod调度到此节点，除非该Pod具有该节点上的污点容忍度。被标记有Taints的节点并不是故障节点。
- 容忍度（Tolerations）：定义在Pod上，用于配置Pod可容忍的节点污点，K8S调度器只能将Pod调度到该Pod能够容忍的污点的节点上。
- 调度示例图：
1.2、排斥等级
Node对Pod对象的排斥等级有3种：
- NoSchedule：没有配置此污点容忍度的新Pod不能调度到此节点，节点上现存的Pod不受影响。
- PreferNoSchedule：没有配置此污点容忍度的新Pod尽量不要调度到此节点，如果找不到合适的节点，依然会调度到此节点。
- NoExecute：没有配置此污点容忍度的新Pod对象不能调度到此节点，节点上现存的Pod会被驱逐。
1.3、容忍度操作符
在Pod上定义容忍度时，它支持两种操作符：Equal和Exists。
- Equal：容忍度与污点必须在key、value和effect三者完全匹配。
- Exists：容忍度与污点必须在key和effect二者完全匹配，容忍度中的value字段要使用空值。
1.4、用法
污点定义在节点的nodeSpec中，容忍度定义在Pod的podSpec中。
污点和容忍度都是键值对的数据格式，但是要增加一个排斥等级（effect）标记。
语法格式为："key=value:effect"。
1.5、使用场景
1、独占节点
- 如果想拿出部分节点给特定的Pod使用，可以通过给节点添加污点，然后特定的Pod加入对应的容忍度。
- 在集群中有些机器设备可能比较特殊，比如CPU性能很好、内存很大等等，不希望普通Pod占用这部分特殊节点，可以通过污点和容忍度来解决。
2、驱逐Pod
上文中定义了Node对Pod的排斥等级有3种。Node如果定义的排斥等级是NoExecute，那么没有配置该污点容忍度的Pod会被驱逐。
K8S 也会使用污点自动标识有问题的节点，比如节点在内存不足的情况下，节点控制器会自动为该节点打上污点信息，并且使用 NoExecute作为排斥等级，此时没有设置此类污点容忍度的Pod 会被驱逐。
DaemonSet控制器会无视此类污点，以便能在节点上部署重要的Pod。
目前，内置的污点也比较多，比如以下几个：
- node.kubernetes.io/not-ready：节点未就绪
- node.kubernetes.io/unreachable：节点不可触达
- node.kubernetes.io/memory-pressure：节点内存空间已满。
- node.kubernetes.io/disk-pressure：节点磁盘空间已满。
- node.kubernetes.io/network-unavailable：节点网络不可用。
2、实战
2.1、管理节点污点
给节点添加污点：
kubectl taint nodes node01 key=value:effect给节点删除污点，此处的effect可以没有
kubectl taint nodes node01 key[:effect]-2.2、管理Pod的容忍度
上文中提到了，容忍度的操作符有2种：Equal和Exists，同时把排斥等级也要加上。
使用Equal的场景：
tolerations:
- key: "key"
operator: "Equal"
value: "value"
effect: "NoExecute"使用Exists的场景：
tolerations:
- key: "key"
operator: "Exists"
effect: "NoExecute"如果Node上污点的排斥等级是NoExecute时，该Node上正在运行的Pod如果没有该污点的容忍度，就会被立刻驱逐。不过系统增加了tolerationSeconds字段，用来延迟驱逐Pod。
tolerationSeconds字段的意思是：如果 Pod 的容忍度配置里存在排斥等级为 NoExecute ，并且指定了属性 tolerationSeconds 的值，那么Pod 还能继续在该节点上运行的时间（单位为秒）：
tolerations:
- key: "key"
operator: "Equal"
value: "value"
effect: "NoExecute"
tolerationSeconds: 36002.3、具体操作
2.3.1、前置小知识
- 查看看节点label，label是key-value的数据格式
kubectl get nodes --show-labels- 增加节点label，比如设置一个key是
special-app，value是specialwebapp的label
kubectl label node k8s-worker-2 special-app=specialwebapp
- 查看节点污点情况
查看某节点的污点情况，可以看到Taints这一栏是none，也可以看到label情况。
kubectl describe node k8s-worker-2
2.3.2、实战示例过程
步骤：
- 给定某个K8S节点，比如
k8s-worker-2，节点的有一个label，Pod根据label选择调度到k8s-worker-2，此时调度成功。 - 给
k8s-worker-2增加污点，此时Pod调度失败。 - 给Pod配置此污点的容忍度，调度成功。
- 删除节点的污点，删除容忍度，部署成功。
操作过程：
- 设置污点
kubectl taint nodes k8s-worker-2 question-node=broken-disk:NoSchedule
- 部署Pod，可以看到没有配置容忍度的Pod一直处于Pending状态，查看Pod的描述，也给出了原因：调度失败，node有污点，Pod没有容忍度。
- 给Pod配置容忍度，部署成功
- 删除污点，删除容忍度，部署成功
kubectl taint nodes k8s-worker-2 question-node-
完整的yaml文件：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: webapp
namespace: demo
labels:
app: webapp
spec:
nodeSelector:
# 选择调度到具有这个label的节点
"special-app": "specialwebapp"
# kubernetes.io/hostname: k8s-worker-2
tolerations:
- key: "question-node"
operator: "Equal"
value: "broken-disk"
effect: "NoSchedule"
containers:
- name: webapp
image: nginx
ports:
- containerPort: 80总结
在K8S中，如果Pod能容忍某个节点上的污点，那么Pod就可以调度到该节点。如果不能容忍，那就无法调度到该节点。
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原文链接：http://www.mangod.top/articles/2023/09/20/1695183781351.html、https://mp.weixin.qq.com/s/td6gTN49gq08UYzWJgxvWg
