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Kubernetes的污点(Taint)和容忍(Tolerations)

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学向勤中得，萤窗万卷书。这篇文章主要讲述Kubernetes的污点(Taint)和容忍(Tolerations)相关的知识，希望能为你提供帮助。
Kubernetes的污点(Taint)和容忍(Tolerations) 污点(Taint)
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。
污点的组成格式如下
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。
taint 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
master设置污点
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

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

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

污点实例测试
#先创建两个pod资源分别在两个node节点上 kubectl get pods -o wide#在node02上创建污点 kubectl taint nodes node02 check=mycheck:NoExecutekubectl 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）

容忍(Tolerations)
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。 kubectl taint nodes node01 check=mycheck:NoExecute 在两个 Node 上都设置了污点后，此时 Pod 将无法创建成功 kubectl get pods -o widevim pod3.yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: nginx2 labels: app: nginx2 spec: containers:- name: with-node-affinity image: nginx tolerations: - key: "check" operator: "Equal" value: "mycheck" effect: "NoExecute" tolerationSeconds: 3600#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 kubectl apply -f pod3.yaml 在设置了容忍之后，Pod 创建成功 kubectl get pods -o wide

其它注意事项
（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

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-

Pod启动阶段（相位phase） Pod启动过程
Pod 创建完之后，一直到持久运行起来，中间有很多步骤，也就有很多出错的可能，因此会有很多不同的状态。
一般来说，pod 这个过程包含以下几个步骤：
  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。
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，需要reading状态）。
  • 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。
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

【Kubernetes的污点(Taint)和容忍(Tolerations)】查看kubelet日志发现
journalctl -xefu kubelet

对节点执行维护操作
  • 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 node01kubectl get nodes

  • 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kubectl drain < NODE_NAME> --ignore-daemonsets --delete-local-data --force================================================== --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

  • 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 node01kubectl get nodes


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