K8s常见调度方式对比：Deployment、NodeSelector与Affinity

Kubernetes Pod的常见调度方式

在Kubernetes（K8s）中，Pod是容器的载体，主要有以下几种常见的调度方式：

1. Deployment或RC（ReplicationController）

• 作用：自动部署一个容器应用的多个副本，并持续监控和管理副本数量，确保在集群内始终维持用户指定的副本数量。

• 示例：

  apiVersion: apps/v1
  kind: Deployment
  metadata:
    name: nginx-deployment
  spec:
    replicas: 3
    selector:
      matchLabels:
        app: nginx
    template:
      metadata:
        labels:
          app: nginx
      spec:
        containers:
        - name: nginx
          image: nginx:1.14.2
          ports:
          - containerPort: 80

  解释：

  • apiVersion: apps/v1：表示Deployment的API版本。
  • kind: Deployment：资源类型是Deployment。

  • metadata：定义Deployment的元数据。

    • name: nginx-deployment：指定Deployment的名称。

  • spec：定义Deployment的规格。

    • replicas: 3：指定Pod的副本数量为3。

    • selector：选择器，用于匹配Pod的标签。

      • matchLabels：匹配标签。

        • app: nginx：标签键值对。

    • template：Pod的模板。

      • metadata：定义Pod的元数据。

        • labels：Pod的标签。

          • app: nginx：标签键值对。

      • spec：定义Pod的规格。

        • containers：容器列表。

          • name: nginx：容器名称。
          • image: nginx:1.14.2：容器镜像。

          • ports：容器端口。

            • containerPort: 80：容器端口号。

2. NodeSelector

• 作用：通过Node的标签和Pod的nodeSelector属性相匹配，将Pod调度到特定的Node上。

• 示例：

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: nginx-pod
  spec:
    containers:
    - name: nginx
      image: nginx
    nodeSelector:
      disktype: ssd

  解释：

  • apiVersion: v1：表示Pod的API版本。
  • kind: Pod：资源类型是Pod。

  • metadata：定义Pod的元数据。

    • name: nginx-pod：指定Pod的名称。

  • spec：定义Pod的规格。

    • containers：容器列表。

      • name: nginx：容器名称。
      • image: nginx：容器镜像。

    • nodeSelector：节点选择器。

      • disktype: ssd：匹配节点标签disktype=ssd。

3. NodeAffinity

• 作用：亲和性调度机制，通过亲和性规则将Pod调度到符合条件的Node上。

• 示例：

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: nginx-pod
  spec:
    affinity:
      nodeAffinity:
        requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          nodeSelectorTerms:
          - matchExpressions:
            - key: disktype
              operator: In
              values:
              - ssd
    containers:
    - name: nginx
      image: nginx

  解释：

  • apiVersion: v1：表示Pod的API版本。
  • kind: Pod：资源类型是Pod。

  • metadata：定义Pod的元数据。

    • name: nginx-pod：指定Pod的名称。

  • spec：定义Pod的规格。

    • affinity：亲和性。

      • nodeAffinity：节点亲和性。

        • requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：必须规则，在调度时必须满足。

          • nodeSelectorTerms：节点选择条件。

            • matchExpressions：匹配表达式。

              • key: disktype：标签键。
              • operator: In：操作符。

              • values：标签值列表。

                • ssd：标签值。

    • containers：容器列表。

      • name: nginx：容器名称。
      • image: nginx：容器镜像。

4. Taints和Tolerations

• 作用：通过Taint使Node拒绝特定Pod的运行，通过Toleration使Pod可以容忍特定的Taint。

• 示例：

  Node设置Taint：

  kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule

  Pod设置Toleration：

  apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
    name: nginx-pod
  spec:
    tolerations:
    - key: "key"
      operator: "Equal"
      value: "value"
      effect: "NoSchedule"
    containers:
    - name: nginx
      image: nginx

  解释：

  • kubectl taint nodes node1 key=value:NoSchedule：给节点node1添加Taint，键为key，值为value，效果为NoSchedule，表示不调度Pod到该节点。
  • apiVersion: v1：表示Pod的API版本。
  • kind: Pod：资源类型是Pod。

  • metadata：定义Pod的元数据。

    • name: nginx-pod：指定Pod的名称。

  • spec：定义Pod的规格。

    • tolerations：容忍规则列表。

      • key: "key"：Taint的键。
      • operator: "Equal"：操作符，表示等于。
      • value: "value"：Taint的值。
      • effect: "NoSchedule"：效果，表示允许调度到带有该Taint的节点。

    • containers：容器列表。

      • name: nginx：容器名称。
      • image: nginx：容器镜像。

以上四种调度方式在Kubernetes中广泛使用，可以满足不同场景下Pod的调度需求。Deployment和RC主要用于管理Pod的副本数量；NodeSelector和NodeAffinity用于将Pod调度到特定的Node上；Taints和Tolerations则用于控制Pod能否在特定的Node上运行。通过合理配置这些调度策略，可以实现高效的资源利用和负载均衡。

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