Kubernetes 污点与容忍 - 控制 Pod 调度与节点管理

介绍

Taints（污点）和 tolerations（容忍）在 Kubernetes 中用于指定哪些节点适合调度特定的 Pod。Taints 应用于节点以排斥 Pod，而 tolerations 应用于 Pod 以吸引它们到特定节点。在本实验中，我们将学习如何使用 taints 和 tolerations 在特定节点上调度 Pod。

启动 Minikube 集群

在创建资源之前，你需要一个正在运行的 Kubernetes 集群。Minikube 是一个轻量级的 Kubernetes 环境，可以在你的本地机器上运行。

导航到工作目录：

打开终端并导航到默认的项目文件夹：
```
cd /home/labex/project
```
启动 Minikube：

启动 Minikube 以初始化一个 Kubernetes 集群：
```
minikube start
```
- 此命令将在你的本地机器上设置一个单节点的 Kubernetes 集群。
- 根据系统性能，Minikube 可能需要几分钟才能启动。
验证 Minikube 是否正在运行：

检查 Minikube 集群的状态：
```
minikube status
```
- 查找 kubelet 和 apiserver 等组件是否显示为 Running。
- 如果集群未运行，请重新运行 minikube start。

如果启动 Minikube 时遇到问题，可以使用 minikube delete 重置环境（如有需要）。

创建带有污点的节点

在这一步骤中，我们将创建一个带有污点的节点，该污点将排斥某些 Pod。

使用自定义标签标记节点：

kubectl label nodes minikube disk-type=ssd

使用以下命令为节点添加污点：

kubectl taint nodes minikube disk-type=ssd:NoSchedule

NoSchedule 效果将阻止没有容忍配置的 Pod 被调度到该节点上。

创建没有容忍配置的 Pod

在这一步骤中，我们将创建一个没有容忍配置的 Pod，并验证它无法被调度到带有污点的节点上。

创建一个名为 pod-without-toleration.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-without-toleration
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:latest

应用更改：

kubectl apply -f pod-without-toleration.yaml

验证 Pod 未被调度到带有污点的节点上：

kubectl describe pod pod-without-toleration | grep -i taint

输出应显示 Pod 未被调度到带有污点的节点上。

创建带有容忍配置的 Pod

在这一步骤中，我们将创建一个带有容忍配置的 Pod，使其能够被调度到带有污点的节点上。

创建一个名为 pod-with-toleration.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-with-toleration
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:latest
  tolerations:
    - key: "disk-type"
      operator: "Equal"
      value: "ssd"
      effect: "NoSchedule"

应用更改：

kubectl apply -f pod-with-toleration.yaml

验证 Pod 是否被调度到带有污点的节点上：

kubectl get pod pod-with-toleration -o wide

容忍多个污点

在这一步骤中，我们将创建一个带有多个容忍配置的 Pod，使其能够被调度到带有多个污点的节点上。

创建一个名为 pod-with-multiple-tolerations.yaml 的文件，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-with-multiple-tolerations
spec:
  containers:
    - name: nginx
      image: nginx:latest
  tolerations:
    - key: "disk-type"
      operator: "Equal"
      value: "ssd"
      effect: "NoSchedule"
    - key: "gpu"
      operator: "Equal"
      value: "true"
      effect: "NoSchedule"

应用更改：

kubectl apply -f pod-with-multiple-tolerations.yaml

验证 Pod 是否被调度到同时带有这两个污点的节点上：

kubectl get pod pod-with-multiple-tolerations -o wide

总结

在本实验中，我们学习了如何使用污点（taints）和容忍（tolerations）将 Pod 调度到特定节点上。我们首先创建了一个带有污点的节点，并验证了没有容忍配置的 Pod 无法被调度到该节点上。接着，我们创建了一个带有容忍配置的 Pod，并验证了它能够被调度到带有污点的节点上。最后，我们创建了一个带有多个容忍配置的 Pod，并验证了它能够被调度到带有多个污点的节点上。

污点和容忍是 Kubernetes 的强大功能，可用于确保某些工作负载仅被调度到特定节点上。