Kubernetes(k8s)污点和容忍Taint&Toleration

容忍和污点Taint和Toleration设计理念:

Taint在一类服务器上打上污点,让不能容忍这个污点的Pod不能部署在打了污点的服务器上。(锁)
Toleration是让Pod容忍节点上配置的污点,可以让一些需要特殊配置的Pod能够调用到具有污点和特殊配置的节点上。(钥匙)
官方文档:https://kubernetes.io/docs/concepts/scheduling-eviction/taint-and-toleration/

Taint命令示例

NoSchedule:禁止调度到该节点,已经在该节点上的Pod不受影响
NoExecute:禁止调度到该节点,如果不符合这个污点,会立马被驱逐(或在一段时间后驱逐,默认300s,本文章后面可单独设置驱逐时间)
PreferNoSchedule:尽量避免将Pod调度到指定的节点上,如果没有更合适的节点,可以部署到该节点

创建一个污点(一个节点可以有多个污点):

kubectl taint nodes NODE_NAME TAINT_KEY=TAINT_VALUE:EFFECT

比如:

kubectl taint nodes k8s-node01 ssd=true:PreferNoSchedule

查看一个节点的污点:

kubectl  get node k8s-node01 -o go-template --template {{.spec.taints}}
kubectl describe node k8s-node01 | grep Taints -A 10

删除污点(和label类似):

基于Key删除: kubectl  taint nodes k8s-node01 ssd-
基于Key+Effect删除: kubectl  taint nodes k8s-node01 ssd:PreferNoSchedule-

修改污点(Key和Effect相同):

 kubectl  taint nodes k8s-node01 ssd=true:PreferNoSchedule --overwrite

Toleration配置解析

示例1(完全匹配)

key和value必须一致,且Taint为NoSchedule才被匹配
Equal:等于

tolerations:
- key: "taintKey"
  operator: "Equal"
  value: "taintValue"
  effect: "NoSchedule"

示例2(不完全匹配)

所有包含这个key的node,且Taint为NoSchedule都有可能被匹配
Exists:包含

tolerations:
- key: "taintKey"
  operator: "Exists"
  effect: "NoSchedule"

示例3(大范围匹配)

不能使用key为内置Taint
Exists:包含

tolerations:
- key: "taintKey"
  operator: "Exists"

Taint和Toleration使用案例

需求:Node01是纯SSD硬盘的节点,把需要高性能存储的Pod调度到该节点上。

1、给节点打上污点和标签

kubectl taint nodes k8s-node01 ssd=true:NoExecute(此时会驱逐没有容忍该污点的Pod)
kubectl taint nodes k8s-node01 ssd=true:NoSchedule(禁止所有pod调度到该节点)
kubectl label node k8s-node01 ssd=true(给node01打标签)

2、配置pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    env: test
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:
    ssd: "true"
  tolerations:
  - key: "ssd"
    operator: "Exists"      # 包含key为ssd的所有节点

k8s内置污点

内置污点解析

node.kubernetes.io/not-ready:节点未准备好,相当于节点状态Ready的值为False。
node.kubernetes.io/unreachable:Node Controller访问不到节点,相当于节点状态Ready的值为Unknown。node.kubernetes.io/out-of-disk:节点磁盘耗尽。
node.kubernetes.io/memory-pressure:节点存在内存压力。
node.kubernetes.io/disk-pressure:节点存在磁盘压力。
node.kubernetes.io/network-unavailable:节点网络不可达。

node.kubernetes.io/unschedulable:节点不可调度。
node.cloudprovider.kubernetes.io/uninitialized:如果Kubelet启动时指定了一个外部的cloudprovider,它将给当前节点添加一个Taint将其标记为不可用。在cloud-controller-manager的一个controller初始化这个节点后,Kubelet将删除这个Taint。

如节点不健康,6000秒后再驱逐(默认是300秒):

tolerations:
- key: "node.kubernetes.io/unreachable"
  operator: "Exists"
  effect: "NoExecute"
  tolerationSeconds: 6000

Taint&Toleration利用k8s内置污点,确保节点宕机后快速恢复业务应用(生产建议使用)

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: tolerations-second
  name: tolerations-second
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: tolerations-second
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: tolerations-second
    spec:
      containers:
      - image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/dotbalo/nginx
        name: nginx
        resources: 
          requests:
            cpu: 10m
      nodeSelector:
        ssd: "true"
      tolerations:
      - key: ssd
        operator: Equal
        value: "true"
      - effect: NoExecute
        key: node.kubernetes.io/unreachable
        operator: Exists
        tolerationSeconds: 10
      - effect: NoExecute
        key: node.kubernetes.io/not-ready
        operator: Exists
        tolerationSeconds: 10
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