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2.3. アフィニティールールと非アフィニティールールの使用による他の Pod との相対での Pod の配置

アフィニティーとは、スケジュールするノードを制御する Pod の特性です。非アフィニティーとは、Pod がスケジュールされることを拒否する Pod の特性です。

OpenShift Container Platform では、Pod のアフィニティー と Pod の非アフィニティー によって、他の Pod のキー/値ラベルに基づいて、Pod のスケジュールに適したノードを制限することができます。

2.3.1. Pod のアフィニティーについて

Pod のアフィニティー と Pod の非アフィニティー によって、他の Pod のキー/値ラベルに基づいて、Pod をスケジュールすることに適したノードを制限することができます。

  • Pod のアフィニティーはスケジューラーに対し、新規 Pod のラベルセレクターが現在の Pod のラベルに一致する場合に他の Pod と同じノードで新規 Pod を見つけるように指示します。
  • Pod の非アフィニティーは、新規 Pod のラベルセレクターが現在の Pod のラベルに一致する場合に、同じラベルを持つ Pod と同じノードで新規 Pod を見つけることを禁止します。

たとえば、アフィニティールールを使用することで、サービス内で、または他のサービスの Pod との関連で Pod を分散したり、パックしたりすることができます。非アフィニティールールにより、特定のサービスの Pod がそののサービスの Pod のパフォーマンスに干渉すると見なされる別のサービスの Pod と同じノードでスケジュールされることを防ぐことができます。または、関連する障害を減らすために複数のノードまたはアベイラビリティーゾーン間でサービスの Pod を分散することもできます。

Pod のアフィニティーには、required (必須) および preferred (優先) の 2 つのタイプがあります。

Pod をノードにスケジュールする前に、required (必須) ルールを 満たしている必要があります。preferred (優先) ルールは、ルールを満たす場合に、スケジューラーはルールの実施を試行しますが、その実施が必ずしも保証される訳ではありません。

注記

Pod の優先順位およびプリエンプションの設定により、スケジューラーはアフィニティーの要件に違反しなければ Pod の適切なノードを見つけられない可能性があります。その場合、Pod はスケジュールされない可能性があります。

この状態を防ぐには、優先順位が等しい Pod との Pod のアフィニティーの設定を慎重に行ってください。

Pod のアフィニティー/非アフィニティーは Pod 仕様ファイルで設定します。required (必須) ルール、preferred (優先) ルールのいずれか、またはその両方を指定することができます。両方を指定する場合、ノードは最初に required (必須) ルールを満たす必要があり、その後に preferred (優先) ルールを満たそうとします。

以下の例は、Pod のアフィニティーおよび非アフィニティーに設定される Pod 仕様を示しています。

この例では、Pod のアフィニティールールは ノードにキー security と値 S1 を持つラベルの付いた 1 つ以上の Pod がすでに実行されている場合にのみ Pod をノードにスケジュールできることを示しています。Pod の非アフィニティールールは、ノードがキー security と値 S2 を持つラベルが付いた Pod がすでに実行されている場合は Pod をノードにスケジュールしないように設定することを示しています。

Pod のアフィニティーが設定された Pod 設定のサンプル

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-pod-affinity
spec:
  affinity:
    podAffinity: 1
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 2
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: security 3
            operator: In 4
            values:
            - S1 5
        topologyKey: failure-domain.beta.kubernetes.io/zone
  containers:
  - name: with-pod-affinity
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod

1
Pod のアフィニティーを設定するためのスタンザです。
2
required (必須) ルールを定義します。
3 5
ルールを適用するために一致している必要のあるキーと値 (ラベル) です。
4
演算子は、既存 Pod のラベルと新規 Pod の仕様の matchExpression パラメーターの値のセットの間の関係を表します。これには In、NotIn、Exists、または DoesNotExist のいずれかを使用できます。

Pod の非アフィニティーが設定された Pod 設定のサンプル

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-pod-antiaffinity
spec:
  affinity:
    podAntiAffinity: 1
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 2
      - weight: 100  3
        podAffinityTerm:
          labelSelector:
            matchExpressions:
            - key: security 4
              operator: In 5
              values:
              - S2
          topologyKey: kubernetes.io/hostname
  containers:
  - name: with-pod-affinity
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod

1
Pod の非アフィニティーを設定するためのスタンザです。
2
preferred (優先) ルールを定義します。
3
preferred (優先) ルールの重みを指定します。最も高い重みを持つノードが優先されます。
4
非アフィニティールールが適用される時を決定する Pod ラベルの説明です。ラベルのキーおよび値を指定します。
5
演算子は、既存 Pod のラベルと新規 Pod の仕様の matchExpression パラメーターの値のセットの間の関係を表します。これには In、NotIn、Exists、または DoesNotExist のいずれかを使用できます。
注記

ノードのラベルに、Pod のノードのアフィニティールールを満たさなくなるような結果になる変更がランタイム時に生じる場合も、Pod はノードで引き続き実行されます。

2.3.2. Pod アフィニティールールの設定

以下の手順は、ラベルの付いた Pod と Pod のスケジュールを可能にするアフィニティーを使用する Pod を作成する 2 つの Pod の単純な設定を示しています。

手順

  1. Pod 仕様の特定のラベルの付いた Pod を作成します。 

    $ cat team4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: security-s1
  labels:
    security: S1
spec:
  containers:
  - name: security-s1
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod

  2. 他の Pod の作成時に、以下のように Pod 仕様を編集します。

    1. podAntiAffinity スタンザを使用して、requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution パラメーターまたは preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution パラメーターを設定します。

    2. 満たしている必要のあるキーおよび値を指定します。新規 Pod を他の Pod と共にスケジュールする必要がある場合、最初の Pod のラベルと同じ key および value パラメーターを使用します。 

          podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: security
            operator: In
            values:
            - S1
        topologyKey: failure-domain.beta.kubernetes.io/zone
    3. operator を指定します。演算子は In、NotIn、Exists、または DoesNotExist にすることができます。たとえば、演算子 In を使用してラベルをノードで必要になるようにします。
    4. topologyKeyを指定します。これは、システムがトポロジードメインを表すために使用する事前にデータが設定された Kubernetes ラベル です。

  3. Pod を作成します。 

    $ oc create -f <pod-spec>.yaml

2.3.3. Pod 非アフィニティールールの設定

以下の手順は、ラベルの付いた Pod と Pod のスケジュールの禁止を試行する非アフィニティーの preferred (優先) ルールを使用する Pod を作成する 2 つの Pod の単純な設定を示しています。

手順

  1. Pod 仕様の特定のラベルの付いた Pod を作成します。 

    $ cat team4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: security-s2
  labels:
    security: S2
spec:
  containers:
  - name: security-s2
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod
  2. 他の Pod の作成時に、Pod 仕様を編集して以下のパラメーターを設定します。

  3. podAntiAffinity スタンザを使用して、requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution パラメーターまたは preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution パラメーターを設定します。

    1. ノードの重みを 1-100 で指定します。最も高い重みを持つノードが優先されます。

    2. 満たしている必要のあるキーおよび値を指定します。新規 Pod を他の Pod と共にスケジュールされないようにする必要がある場合、最初の Pod のラベルと同じ key および value パラメーターを使用します。 

          podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 100
        podAffinityTerm:
          labelSelector:
            matchExpressions:
            - key: security
              operator: In
              values:
              - S2
          topologyKey: kubernetes.io/hostname
    3. preferred (優先) ルールの場合、重みを 1-100 で指定します。
    4. operator を指定します。演算子は In、NotIn、Exists、または DoesNotExist にすることができます。たとえば、演算子 In を使用してラベルをノードで必要になるようにします。
  4. topologyKeyを指定します。これは、システムがトポロジードメインを表すために使用する事前にデータが設定された Kubernetes ラベル です。

  5. Pod を作成します。 

    $ oc create -f <pod-spec>.yaml

2.3.4. Pod のアフィニティールールと非アフィニティールールの例

以下の例は、Pod のアフィニティーおよび非アフィニティーについて示しています。

2.3.4.1. Pod のアフィニティー

以下の例は、一致するラベルとラベルセレクターを持つ Pod についての Pod のアフィニティーを示しています。

  • Pod team4 にはラベル team:4 が付けられています。 

    $ cat team4.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: team4
  labels:
     team: "4"
spec:
  containers:
  - name: ocp
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod

  • Pod team4a には、podAffinity の下にラベルセレクター team:4 が付けられています。 

    $ cat pod-team4a.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: team4a
spec:
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: team
            operator: In
            values:
            - "4"
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
  containers:
  - name: pod-affinity
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod
  • team4a Pod は team4 Pod と同じノードにスケジュールされます。

2.3.4.2. Pod の非アフィニティー

以下の例は、一致するラベルとラベルセレクターを持つ Pod についての Pod の非アフィニティーを示しています。

  • Pod pod-s1 にはラベル security:s1 が付けられています。 

    cat pod-s1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-s1
  labels:
    security: s1
spec:
  containers:
  - name: ocp
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod

  • Pod pod-s2 には、podAntiAffinity の下にラベルセレクター security:s1 が付けられています。 

    cat pod-s2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-s2
spec:
  affinity:
    podAntiAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: security
            operator: In
            values:
            - s1
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
  containers:
  - name: pod-antiaffinity
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod
  • Pod pod-s2 は pod-s1 と同じノードにスケジュールできません。

2.3.4.3. 一致するラベルのない Pod のアフィニティー

以下の例は、一致するラベルとラベルセレクターのない Pod についての Pod のアフィニティーを示しています。

  • Pod pod-s1 にはラベル security:s1 が付けられています。 

    $ cat pod-s1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-s1
  labels:
    security: s1
spec:
  containers:
  - name: ocp
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod

  • Pod pod-s2 にはラベルセレクター security:s2 があります。 

    $ cat pod-s2.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-s2
spec:
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: security
            operator: In
            values:
            - s2
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
  containers:
  - name: pod-affinity
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod

  • Pod pod-s2 は、security:s2 ラベルの付いた Pod を持つノードがない場合はスケジュールされません。そのラベルの付いた他の Pod がない場合、新規 Pod は保留状態のままになります。 

    NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP        NODE
pod-s2    0/1       Pending   0          32s       <none>