k8s——污点、容忍+3个存储卷（emptyDir、hostpath和nfs）
一、污点(Taint)和容忍(Tolerations)
1.1 污点(Taint)
1.1.1 概念
1.节点亲和性，是Pod的一种属性（偏好或硬性要求），它使Pod被吸引到一类特定的节点。Taint则相反，它使节点能够排斥一类特定的Pod
2.Taint和Toleration相互配合，可以用来避免Pod被分配到不合适的节点上。每个节点上都可以应用一个或多个taint ，这表示对于那些不能容忍这些taint的Pod，是不会被该节点接受的。如果将toleration应用于Pod上，则表示这些 Pod 可以（但不一定）被调度到具有匹配taint的节点上
3.使用kubectl taint命令可以给某个Node节点设置污点，Node被设置上污点之后就和 Pod 之间存在了一种相斥的关系，可以让Node拒绝 Pod 的调度执行，甚至将Node已经存在的Pod驱逐出去
1.1.2 污点的组成格式
key=value:effect
每个污点有一个key和value作为污点的标签，其中value可以为空，effect描述污点的作用
1.1.3 effect支持如下三个选项
●NoSchedule：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
●PreferNoSchedule：表示 k8s 将尽量避免将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
●NoExecute：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上，同时会将 Node 上已经存在的 Pod 驱逐出去
1.1.4 master上的NoSchedule污点
master 就是因为有 NoSchedule 污点，k8s 才不会将 Pod 调度到 master 节点上
kubectl describe node master01
1.1.5 node上设置污点
#设置污点
kubectl taint nodes node01 key1=value1:NoSchedule
#节点说明中，查找 Taints 字段
kubectl describe node node01
1.1.6 去除污点
#去除污点
kubectl taint nodes node01 key1:NoSchedule-
#节点说明中，查找 Taints 字段
kubectl describe node node01
1.1.7 污点实例测试
1.先创建两个pod资源分别在两个node节点上
kubectl get pods -o wide
2.在node02上创建污点
kubectl taint nodes node02 check=mycheck:NoExecute
3.kubectl get pods -o wide
查看 Pod 状态，会发现 node02 上的 Pod 已经被全部驱逐（注：如果是 Deployment 或者 StatefulSet 资源类型，为了维持副本数量则会在别的 Node 上再创建新的 Pod
1.2、容忍(Tolerations)
1.2.1 概念
设置了污点的 Node 将根据 taint 的 effect:NoSchedule、PreferNoSchedule、NoExecute 和 Pod 之间产生互斥的关系，Pod 将在一定程度上不会被调度到 Node 上。但我们可以在 Pod 上设置容忍(Tolerations)，意思是设置了容忍的 Pod 将可以容忍污点的存在，可以被调度到存在污点的Node上
1.2.2 测试污点
1.在node02设置污点的基础上，再在node01上设置污点
kubectl taint nodes node01 check=mycheck:NoExecute
2.vim demo1.yaml
==========================================================
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp03
labels:
app: myapp03
spec:
containers:
- name: myapp01
image: nginx
==========================================================
3.kubectl apply -f demo1.yaml
4.kubectl get pods -o wide
1.2.3 在设置污点的基础上设置容忍
vim demo2.yaml
==========================================================
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp04
labels:
app: myapp04
spec:
containers:
- name: myapp01
image: nginx
tolerations:
- key: "check"
operator: "Equal"
value: "mycheck"
effect: "NoExecute"
tolerationSeconds: 15
==========================================================
#其中的 key、vaule、effect 都要与 Node 上设置的 taint 保持一致
#operator 的值为 Exists 将会忽略 value 值，即存在即可
#tolerationSeconds 用于描述当 Pod 需要被驱逐时可以在 Pod 上继续保留运行的时间
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kubectl apply -f demo2.yaml
kubectl get pods -o wide -w
1.2.4 容忍的其他注意事项
1.当不指定 key 值时，表示容忍所有的污点 key
tolerations:
- operator: "Exists"
2.当不指定 effect 值时，表示容忍所有的污点作用
tolerations:
- key: "key"
operator: "Exists"
3.有多个 Master 存在时，防止资源浪费，可以如下设置
kubectl taint nodes Master-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule
1.2.5 node升级时，设置污点的流程
//如果某个 Node 更新升级系统组件，为了防止业务长时间中断，可以先在该 Node 设置 NoExecute 污点，把该 Node 上的 Pod 都驱逐出去
kubectl taint nodes node01 check=mycheck:NoExecute
//此时如果别的 Node 资源不够用，可临时给 Master 设置 PreferNoSchedule 污点，让 Pod 可在 Master 上临时创建
kubectl taint nodes master node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule
//待所有 Node 的更新操作都完成后，再去除污点
kubectl taint nodes node01 check=mycheck:NoExecute-
二、Pod启动阶段（相位 phase）
2.1 pod启动过程
1.调度到某台 node 上。kubernetes 根据一定的优先级算法选择一台 node 节点将其作为 Pod 运行的 node
2.拉取镜像
3.挂载存储配置等
4.运行起来。如果有健康检查，会根据检查的结果来设置其状态
2.2 phase的状态
●Pending：表示APIServer创建了Pod资源对象并已经存入了etcd中，但是它并未被调度完成（比如还没有调度到某台node上），或者仍然处于从仓库下载镜像的过程中。
●Running：Pod已经被调度到某节点之上，并且Pod中所有容器都已经被kubelet创建。至少有一个容器正在运行，或者正处于启动或者重启状态（也就是说Running状态下的Pod不一定能被正常访问）。
●Succeeded：有些pod不是长久运行的，比如job、cronjob，一段时间后Pod中的所有容器都被成功终止，并且不会再重启。需要反馈任务执行的结果。
●Failed：Pod中的所有容器都已终止了，并且至少有一个容器是因为失败终止。也就是说，容器以非0状态退出或者被系统终止，比如 command 写的有问题。
●Unknown：因为某些原因无法取得 Pod 的状态，通常是因为与 Pod 所在主机通信失败
2.3 故障排除步骤
//查看Pod事件
kubectl describe TYPE NAME_PREFIX
//查看Pod日志（Failed状态下）
kubectl logs <POD_NAME> [-c Container_NAME]
//进入Pod（状态为running，但是服务没有提供）
kubectl exec –it <POD_NAME> bash
//查看集群信息
kubectl get nodes
//发现集群状态正常
kubectl cluster-info
//查看kubelet日志发现
journalctl -xefu kubelet
2.4 对节点执行维护操作:删除节点上的pod数据
2.4.1 将Node标记为不可调度的状态
kubectl get nodes
//将 Node 标记为不可调度的状态，这样就不会让新创建的 Pod 在此 Node 上运行
kubectl cordon <NODE_NAME> #该node将会变为SchedulingDisabled状态
kubectl cordon node01
kubectl get nodes
2.4.2 用drain删除pod数据
//kubectl drain 可以让 Node 节点开始释放所有 pod，并且不接收新的 pod 进程。drain 本意排水，意思是将出问题的 Node 下的 Pod 转移到其它 Node 下运行
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kubectl drain node01 --ignore-daemonsets --delete-local-data --force
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--ignore-daemonsets：无视 DaemonSet 管理下的 Pod。
--delete-local-data：如果有 mount local volume 的 pod，会强制杀掉该 pod。
--force：强制释放不是控制器管理的 Pod，例如 kube-proxy。
注：执行 drain 命令，会自动做了两件事情:
（1）设定此 node 为不可调度状态（cordon)
（2）evict（驱逐）了 Pod
2.4.3 将Node标记为可调度的状态
//kubectl uncordon 将 Node 标记为可调度的状态
kubectl uncordon <NODE_NAME>
kubectl uncordon node01
kubectl get nodes
三、存储卷
3.1 emptyDir存储卷
当pod被分配给节点时，首先创建emptyDir卷，并且只要该Pod在该节点上运行，该卷就会存在。正如卷的名字所述，它最初是空的。Pod中的容器可以读取和写入emptyDir卷中的相同文件，尽管该卷可以挂载到每个容器中的相同或不同路径上。当出于任何原因从节点中删除 pod时,emptyDir中的数据将被永久删除
vim demo3.yaml
==========================================================
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx1
image: nginx
ports:
- name: http
containerPort: 80
volumeMounts:
- name: html
mountPath: /usr/share/nginx/html/
- name: nginx2
image: nginx
volumeMounts:
- name: html
mountPath: /data/
command: ['/bin/bash','-c','while true;do echo $(date) >> /data/index.html;sleep 10;done']
volumes:
- name: html
emptyDir: {}
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kubectl apply -f demo3.yaml
kubectl get pods -o wide
kubectl exec -it nginx -c nginx2 sh #进去nginx2容器
cat /data/index.html
kubectl exec -it nginx -c nginx1 sh #进去nginx1容器
cat /usr/share/nginx/html/index.html
3.2 hostPath存储卷
hostpath卷将 node节点的文件系统中的文件或目录挂载到集群中。hostPath可以实现持久存储，但是在node节点故障时，也会导致数据的丢失
1.vim demo4.yaml
==========================================================
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx222
labels:
app: nginx222
spec:
containers:
- name: nginx1
image: nginx
ports:
- name: http
containerPort: 80
volumeMounts:
- name: html ##使用的存储卷名称，如果跟下面volume字段name值相同，则表示使用volume的这个存储卷
mountPath: /usr/share/nginx/html/ ##挂载至容器中哪个目录
readOnly: false #读写挂载方式，默认为读写模式false
volumes:
- name: html #存储卷名称
hostPath:
path: /data/pod/volume #在宿主机上目录的路径
type: DirectoryOrCreate #定义类型，这表示如果宿主机没有此目录则会自动创建
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2.kubectl apply -f demo4.yaml
3.查看pod在哪个node节点创建，可以用ip访问测试
kubectl get pods -o wide
4.在node节点上自动创建的目录中写入内容
echo 'woshiwuyifan' > /data/pod/volume/index.html
5.访问测试
curl http://10.244.2.70
6.主节点写入内容测试共享
kubectl exec -it nginx222 -c nginx1 sh #进入容器
echo 'woshigutianle' >> /usr/share/nginx/html/index.html
再退出容器测试node02节点：curl http://10.244.2.70
3.3 nfs共享存储卷
3.3.1 另起服务器nfs01节点
1.设置主机名
hostnamectl set-hostname nfs01
su
2.关闭防火墙和安全功能
systemctl stop firewalld
setenforce 0
3.创建共享目录并给权限
mkdir -p /data/volume
chmod 777 /data/volume
4.安装nfs，并配置nfs服务
yum install -y rpcbind nfs-utils
vim /etc/exports
/data/volume 192.168.80.0/24(rw,sync,no_root_squash)
5.启动nfs服务并查看本机共享目录
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs
showmount -e
6.在共享目录写入网页文件
echo 'woshizhangjiahui' > /data/volume/index.html
3.3.2 在master节点和node节点配置映射
echo '192.168.80.14 nfs01' >> /etc/hosts
3.3.3 主节点操作
vim demo5.yaml
==========================================================
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx333
labels:
app: nginx222
spec:
containers:
- name: nginx1
image: nginx
ports:
- name: http
containerPort: 80
volumeMounts:
- name: html ##使用的存储卷名称，如果跟下面volume字段name值相同，则表示使用volume的这个存储卷
mountPath: /usr/share/nginx/html/ ##挂载至容器中哪个目录
readOnly: false #读写挂载方式，默认为读写模式false
volumes:
- name: html #存储卷名称
nfs:
path: /data/volume #在宿主机上目录的路径
server: nfs01
==========================================================
kubectl apply -f demo5.yaml
kubectl get pods -o wide
curl http://10.244.2.71 #调度的node节点的ip
3.3.4 在nfs服务器额外写网页文件
nfs服务器：echo 'woshi111' >> /data/volume/index.html
主服务器：curl http://10.244.2.71
kubectl exec -it nginx333 -c nginx1 sh
