2.4. 使用节点关联性规则控制节点上的 pod 放置

关联性是 pod 的一个属性，用于控制它们希望调度到的节点。

在 OpenShift Container Platform 中，节点关联性是由调度程序用来确定 pod 的可放置位置的一组规则。规则是使用节点中的自定义标签和 pod 中指定的选择器进行定义的。

2.4.1. 了解节点关联性

节点关联性允许 pod 指定与可以放置该 pod 的一组节点的关联性。节点对放置没有控制权。

例如，您可以将 pod 配置为仅在具有特定 CPU 或位于特定可用区的节点上运行。

节点关联性规则有两种，即必要规则和偏好规则。

必须满足必要规则，pod 才能调度到节点上。偏好规则指定在满足规则时调度程序会尝试强制执行规则，但不保证一定能强制执行成功。

注意

如果节点标签在运行时改变，使得不再满足 pod 上的节点关联性规则，该 pod 将继续在这个节点上运行。

您可以通过 pod 规格文件配置节点关联性。您可以指定必要规则或偏好规则，或同时指定这两种规则。如果您同时指定，节点必须首先满足必要规则，然后尝试满足偏好规则。

下例中的 pod 规格包含一条规则，要求 pod 放置到具有某一标签（键为 e2e-az-NorthSouth 且值为 e2e-az-North 或 e2e-az-South）的节点上：

具有节点关联性必要规则的 pod 配置文件示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-node-affinity
spec:
  affinity:
    nodeAffinity: 1
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 2
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: e2e-az-NorthSouth 3
            operator: In 4
            values:
            - e2e-az-North 5
            - e2e-az-South 6
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod

1
用于配置节点关联性的小节。
2
定义必要规则。
3 5 6
必须匹配键/值对（标签）才会应用该规则。
4
运算符表示节点上的标签和 pod 规格中 matchExpression 参数的值集合之间的关系。这个值可以是 In、NotIn、Exists 或 DoesNotExist、Lt 或 Gt。

下例中的节点规格包含一条偏好规则，其规定优先为 pod 选择具有键为 e2e-az-EastWest 且值为 e2e-az-East 或 e2e-az-West 的节点：

具有节点关联性偏好规则的 pod 配置文件示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-node-affinity
spec:
  affinity:
    nodeAffinity: 1
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: 2
      - weight: 1 3
        preference:
          matchExpressions:
          - key: e2e-az-EastWest 4
            operator: In 5
            values:
            - e2e-az-East 6
            - e2e-az-West 7
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: docker.io/ocpqe/hello-pod

1
用于配置节点关联性的小节。
2
定义偏好规则。
3
为偏好规则指定权重。优先选择权重最高的节点。
4 6 7
必须匹配键/值对（标签）才会应用该规则。
5
运算符表示节点上的标签和 pod 规格中 matchExpression 参数的值集合之间的关系。这个值可以是 In、NotIn、Exists 或 DoesNotExist、Lt 或 Gt。

没有明确的节点反关联性概念，但使用 NotIn 或 DoesNotExist 运算符就能实现这种行为。

注意

如果您在同一 pod 配置中同时使用节点关联性和节点选择器，请注意以下几点：

  • 如果同时配置了 nodeSelector 和 nodeAffinity，则必须满足这两个条件时 pod 才能调度到候选节点。
  • 如果您指定了多个与 nodeAffinity 类型关联的 nodeSelectorTerms，那么其中一个 nodeSelectorTerms 满足时 pod 就能调度到节点上。
  • 如果您指定了多个与 nodeSelectorTerms 关联的 matchExpressions，那么只有所有 matchExpressions 都满足时 pod 才能调度到节点上。

2.4.2. 配置节点关联性必要规则

必须满足必要规则，pod 才能调度到节点上。

流程

以下步骤演示了一个简单的配置，此配置会创建一个节点，以及调度程序要放置到该节点上的 pod。

  1. 使用 oc label node 命令给节点添加标签： 

    $ oc label node node1 e2e-az-name=e2e-az1

  2. 在 pod 规格中，使用 nodeAffinity 小节来配置 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 参数：

    1. 指定必须满足的键和值。如果希望新 pod 调度到您编辑的节点上，请使用与节点中标签相同的 key 和 value 参数。

    2. 指定一个 operator。运算符可以是 In、NotIn、Exists 或 DoesNotExist、Lt 或 Gt。例如，使用运算符 In 来要求节点上存在该标签： 

      spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: e2e-az-name
            operator: In
            values:
            - e2e-az1
            - e2e-az2

  3. 创建 pod： 

    $ oc create -f e2e-az2.yaml

2.4.3. 配置节点关联性偏好规则

偏好规则指定在满足规则时调度程序会尝试强制执行规则，但不保证一定能强制执行成功。

流程

以下步骤演示了一个简单的配置，此配置会创建一个节点，以及调度程序尝试放置到该节点上的 pod。

  1. 使用 oc label node 命令给节点添加标签： 

    $ oc label node node1 e2e-az-name=e2e-az3

  2. 在 pod 规格中，使用 nodeAffinity 小节来配置 preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 参数：

    1. 为节点指定一个权重，值为 1 到 100 的数字。优先选择权重最高的节点。

    2. 指定必须满足的键和值。如果希望新 pod 调度到您编辑的节点上，请使用与节点中标签相同的 key 和 value 参数： 

      spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: e2e-az-name
            operator: In
            values:
            - e2e-az3
  3. 指定一个 operator。运算符可以是 In、NotIn、Exists 或 DoesNotExist、Lt 或 Gt。例如，使用运算符 In 来要求节点上存在该标签。

  4. 创建 pod。 

    $ oc create -f e2e-az3.yaml

2.4.4. 节点关联性规则示例

以下示例演示了节点关联性。

2.4.4.1. 具有匹配标签的节点关联性

以下示例演示了具有匹配标签的节点与 pod 的节点关联性：

  • Node1 节点具有标签 zone:us： 

    $ oc label node node1 zone=us

  • pod pod-s1 在节点关联性必要规则下具有 zone 和 us 键/值对： 

    $ cat pod-s1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-s1
spec:
  containers:
    - image: "docker.io/ocpqe/hello-pod"
      name: hello-pod
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
          - matchExpressions:
            - key: "zone"
              operator: In
              values:
              - us

  • pod pod-s1 可以调度到 Node1 上： 

    $ oc get pod -o wide
NAME     READY     STATUS       RESTARTS   AGE      IP      NODE
pod-s1   1/1       Running      0          4m       IP1     node1

2.4.4.2. 无匹配标签的节点关联性

以下示例演示了无匹配标签的节点与 pod 的节点关联性：

  • Node1 节点有标签 zone:emea： 

    $ oc label node node1 zone=emea

  • pod pod-s1 在节点关联性必要规则下具有 zone 和 us 键/值对： 

    $ cat pod-s1.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-s1
spec:
  containers:
    - image: "docker.io/ocpqe/hello-pod"
      name: hello-pod
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
          - matchExpressions:
            - key: "zone"
              operator: In
              values:
              - us

  • pod pod-s1 无法调度到 Node1 上： 

    $ oc describe pod pod-s1
<---snip--->
Events:
 FirstSeen LastSeen Count From              SubObjectPath  Type                Reason
 --------- -------- ----- ----              -------------  --------            ------
 1m        33s      8     default-scheduler Warning        FailedScheduling    No nodes are available that match all of the following predicates:: MatchNodeSelector (1).

2.4.5. 其他资源

如需有关更改节点标签的信息，请参阅了解如何更新节点上的标签。