污点和容忍以及驱逐
一、污点(Taint)
污点介绍
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。
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。
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
当前 taint effect 支持如下三个选项:
NoSchedule:表示k8s 将不会把pod调度到具有该污点的 node上
PreferNoSchedule:表示k8s将尽量避免(但还可能会)把pod调度到具有该污点的 node上
NoExecute:表示k8s将不会把pod调度到具有该污点的Node,并且会把已存在的所有pod驱逐出去
查看master节点的taint污点
kubectl get nodes
kubectl describe node master01
#kubectl describe node master01 | grep Taints
设置(增加)、查看和去除(删除)污点
#设置(增加)污点
kubectl taint node 节点名 键=值:污点类型
kubectl taint node node01 key1=value1:NoSchedule
#节点说明中,查找 Taints 字段
kubectl describe node 节点名
kubectl describe node node01
kubectl describe node node01 | grep Taints
kubectl describe node node01 | grep -A2 -i taint
#去除(删除)污点
kubectl taint node 节点名 键名-
kubectl taint node node01 key1-
kubectl taint node 节点名 键名=值:污点类型-
kubectl taint node node01 key1:NoSchedule-
二、 污点的配置与管理
设置污点
kubectl taint node node02 nanjing=monor:NoSchedule
kubectl describe nodes | grep -i taint
#设置污点效果为NoSchedule,表示不能容忍此污点的新的pod将不会在node02上建立
#已经运行的则不会有影响
创建控制器pod
#编辑yaml文件,创建一个deployment的pod
mkdir /opt/taint
vim /opt/taint/pod1.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: taint1-myapp
labels:
app: taint1-myapp
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: taint1-myapp
template:
metadata:
labels:
app: taint1-myapp
spec:
containers:
- name: myapp-affinity
image: soscscs/myapp:v1
ports:
- containerPort: 80
#创建资源
kubectl apply -f /opt/taint/pod1.yaml
去除污点
kubectl taint node node02 nanjing=monor:NoSchedule-
kubectl describe nodes | grep -i taint
验证NoExecute 污点的驱逐
#设置污点
kubectl taint node node02 test=class:NoExecute
#查看污点
kubectl describe nodes node02 | grep -A2 -i taint
#查看pod
kubectl get pod -owide
通过nodename强制指定创建在污点的node还是会创建成功
验证NoSchedule 污点的作用
#设置污点
kubectl taint node node01 test:class:NoSchedule
#查看node01和node02 节点的taint污点
kubectl describe nodes node01 node02 | grep -i taint
#查看pod
kubectl get pod -owide
#删除所有pod
kubectl delete pod --all
#查看pod的状态和节点
kubectl get pod -owide
验证PreferNoSchedule 污点的作用
#删除污点
kubectl taint node node01 test:class:NoSchedule-
#设置污点
kubectl taint node node01 test:class:PreferNoSchedule
#查看node01和node02 节点的taint污点
kubectl describe nodes node01 node02 | grep -i taint
#查看pod
kubectl get pod -owide
#删除所有pod
kubectl delete pod --all
#查看pod的状态和节点
kubectl get pod -owide
三、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。
容忍的定义
作用:通过配置容忍,管理员可以控制Pod在具有特定污点的节点上的行为,从而实现资源的精细管理和隔离。例如,可以使用容忍来确保某些Pod只能运行在具有特定硬件或软件特性的节点上,或者防止Pod被驱逐到不受信任的节点上
位置:容忍定义在Pod的spec.tolerations字段中。
容忍的组成
容忍通常包含以下几个部分:
键(Key):与污点的键相匹配。
值(Value):与污点的值相匹配。如果不指定值,Pod将容忍所有值的同名污点。
效应(Effect):与污点的效应相匹配。常见的效应包括NoSchedule、PreferNoSchedule和NoExecute。
容忍期限(TolerationSeconds)(仅对NoExecute效应有效):指定Pod在节点被赋予NoExecute污点后,能够继续在该节点上运行的时间(以秒为单位)。超过这个时间后,Pod将被驱逐。
操作符(Operator):用于指定容忍与污点的匹配方式。常见的操作符包括Equal和Exists。Equal要求键、值和效应都完全匹配,而Exists只要求键和效应匹配。
四、容忍的配置与管理
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp01
labels:
app: myapp01
spec:
containers:
- name: with-node-affinity
image: soscscs/myapp:v1
#定义Pod可以容忍的节点污点
tolerations:
#污点的键。Pod可以容忍具有这个键的污点
- key: "check"
#定义如何与污点的值进行比较。Equal表示Pod仅容忍具有指定值的污点
operator: "Equal"
value: "nihao"
#污点的效应
effect: "NoExecute"
#当Pod所在的节点被添加了匹配的污点后,Pod可以继续在该节点上运行的时间(秒)
tolerationSeconds: 60
部署容忍
mkdir /opt/toler
vim /opt/toler/pod2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: myapp01
labels:
app: myapp01
spec:
containers:
- name: with-node-affinity
image: soscscs/myapp:v1
tolerations:
- key: "check"
operator: "Equal"
value: "a"
effect: "NoExecute"
tolerationSeconds: 60
#设置污点
kubectl taint node node02 check=a:NoExecute
#创建资源
kubectl apply -f /opt/toler/pod2.yaml
#动态查看pod
kubectl get pods -owide -w
其它注意事项
五、资源优化
多master使用
当有多个master存在时,可以将备用的master的污点状态设置为PreferNoSchedule,这样的话,会尽可能避免此节点,当其它节点不可调用(资源顶峰、节点故障、节点更新等)时,可以使用master进行临时调度,待资源恢复时,再将pod转移
kubectl taint node Master-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule
Node更新
当某个node节点需要资源更新时,为防止业务长时间中断,可以依次升级node,首先将需要升级的node节点设置污点,将pod资源调度到其它node节点上(如master资源充足也可以临时调用),等到该节点升级完毕后,去除污点。依次类推,将所有节点更新升级
#设置污点
kubectl taint node node-name key=value:NoExecute
-------------------------------------------------------------------------------
#去除污点
kubectl taint node node-name key:NoExecute-
维护操作
cordon 和 drain
#对节点执行维护操作:
kubectl get nodes
cordon
作用:阻止新的 Pods 被调度到该节点上。当一个节点被标记为 cordon 时,已经在该节点上运行的 Pods 不会被驱逐,但新的 Pods 不会被调度到这个节点。
使用场景:通常用于节点的维护或升级,确保在维护期间不会有新的工作负载被分配到该节点上。
创建两个pod,进行验证
连续创建两个pod,由于node01被封锁(模拟节点维护更新),所以pod只能在node02上创建
恢复调度
恢复调度:使用 kubectl uncordon node01 命令可以恢复节点的调度状态,允许新的 Pods 调度到该节点上
kubectl uncordon node01
node/node01 uncordoned
kubectl describe nodes node01|grep -i taints
Taints: <none>
drain
作用:驱逐节点上的所有 Pods,即将它们从节点上移除并重新调度到其他可用的节点上。在执行 drain 操作时,可以指定一些选项,如忽略 DaemonSets 管理的 Pods,或者强制驱逐即使 Pods 有对应的容忍度。
使用场景:当需要对某个节点进行维护、升级或删除时,可以使用 drain 命令来确保节点上的 Pods 被安全地迁移到其他节点。
命令示例:
kubectl drain node01:基本驱逐命令,会驱逐节点上的所有 Pods(除了 DaemonSets 管理的 Pods)。
kubectl drain node01 --ignore-daemonsets=true:忽略 DaemonSets 管理的 Pods,驱逐其他所有 Pods。
kubectl drain node01 --force --ignore-daemonsets --delete-local-data:强制驱逐所有 Pods(包括 DaemonSets),并删除 Pods 的本地数据。注意,使用 --force 选项可能会导致数据丢失,请确保在使用前备份重要数据。
kubectl drain node02 --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data --force
恢复调度
恢复调度:和 cordon 一样,使用 kubectl uncordon node1 命令可以恢复节点的调度状态
kubectl uncordon node02
node/node02 uncordoned
kubectl describe node node02 |grep -i taint
Taints: <none>
六、Pod启动阶段(相位 phase)
Pod启动阶段
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
pod 这个过程包含以下几个步骤:
phase 的可能状态有
●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:表示无法读取 Pod 状态,通常是 kube-controller-manager 无法与 Pod 通信。
七、K8S 常见的排障手段
在k8s的操作中,由于组件较多,任何一步有错误,都可能导致整个k8s集群陷入不可以状态
环境设置
防火墙策略、核心防护可能会导致节点之间无法通信
swap分区会导致kubelet无法启动,kubelet无法启动,意味着网络插件与kube-proxy容器无法启动
集群信息:使用kubectl get node查看集群信息,确保节点之间通信正常
pod事件处理
kubectl describe <资源类型> <资源名称>:查看资源详细信息
kubectl get events:指令查看所有事件信息,并使用grep过滤关键字
kubectl exec –it pod_name bash :进入容器查看,只限于处于Running状态
kubectl logs pod_name:查看pod日志,在Failed状态下
journalctl -xefu kubelet:查看kubelet日志
#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
针对组件故障
#查看node节点运行状态
kubectl get nodes
#查看node节点的详细信息和资源描述
kubectl describe nodes <node节点名称>
#查看master组件的健康状态
kubectl get cs
#查看集群信息
kubectl cluster-info
#跟踪查看kubelet进程日志
journalctl -u -f kubelet
针对pod故障
#查看Pod的运行状态和就绪状态
kubectl get pods -o wide
#查看资源的详细信息和事件描述,主要是针对处于Pending状态的故障
kubectl describe <pods|其它资源类型> <资源名称>
#查看Pod容器的主进程日志,主要是针对进入Running状态后的故障,比如Failed异常问题
kubectl logs <Pod资源名称> -c <容器名称> -f -p
#进入Pod容器查看容器内部相关的状态信息,比如进程、端口、文件、流量等状态信息
kubectl exec -it <Pod资源名称> -c <容器名称> sh|bash
#在Pod中创建临时工具容器进入目标容器进行调试,主要针对没有调试工具的容器使用
kubectl debug -it <Pod资源名称> --image=<临时工具容器的镜像名> --target=<目标容器>
#在Pod容器宿主机使用nsenter转换网络namespace,直接在宿主机进入目标容器的网络命名空间进行抓包等调试工作
nsenter -n --target <容器ID>
针对网络故障
查看service资源的clusterIP、port、nodePort等信息
kubectl get svc
#查看service资源的标签选择器、endpoints端点等信息
kubectl describe svc <svc资源名称>
#查看Pod的标签
kubectl get pods --show-lables
总结
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
设置(增加)、查看和去除(删除)污点
#设置(增加)污点
kubectl taint node 节点名 键=值:污点类型
kubectl taint node node01 key1=value1:NoSchedule
#节点说明中,查找 Taints 字段
kubectl describe node 节点名
kubectl describe node node01
kubectl describe node node01 | grep Taints
kubectl describe node node01 | grep -A2 -i taint
#去除(删除)污点
kubectl taint node 节点名 键名-
kubectl taint node node01 key1-
kubectl taint node 节点名 键名=值:污点类型-
kubectl taint node node01 key1:NoSchedule-
污点、容忍和驱逐
污点(taint):是一种用于标记node节点的属性,会阻止调度器在该节点上去创建pod;
容忍(Tolerations):用于标记pod 可以在哪些node节点上调度运行,如果一个节点拥有pod容忍度中指定的taint(污点),那么该节点上就可以调度pod
驱逐:是指k8s 集群中删除pod 的过程;这个过程中pod 可能会被驱逐,因为节点已经无法继续运行,或者因为需要将pod 从一个节点转移到另一个节点;节点故障或者需要更新时会用到驱逐
排障手段
驱逐
可以在资源不足和版本升级时,用于驱逐业务
drain 驱逐到其他node节点之后,pod名会变吗;是转移了,还是在其他node节点重新创建了
提问:什么时候用驱逐?
漏洞修复
中间件:tomcat、nginx、redis
数据库:增删改查,多表查询
故障排除步骤
查看pod 事件
查看pod 日志
查看有多个副本的pod时,需要添加-c 指定容器