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KubeSphere教程FG031-KubeSphere节点污点、亲和性调度配置实战

教程整理：风哥教程  |  更新时间：2026-03-13  |  教程分类：KubeSphere教程  |  文档学习：28

本教程详细介绍KubeSphere中节点污点、亲和性调度配置的实战操作，包括基础概念、生产环境规划、具体实施方案和实战案例。风哥教程参考KubeSphere官方文档KubeSphere容器平台使用指南、KubeSphere调度管理等相关内容。

目录大纲

Part01-基础概念与理论知识

1.1 节点污点核心概念

节点污点是指节点上的标记，用于排斥某些Pod的调度。它包括：

  • 污点键（key）：污点的名称
  • 污点值（value）：污点的值
  • 污点效果（effect）：污点的效果，包括NoSchedule、PreferNoSchedule和NoExecute
  • NoSchedule：不允许调度Pod到该节点
  • PreferNoSchedule：尽量不调度Pod到该节点
  • NoExecute：立即驱逐该节点上的Pod

1.2 亲和性调度核心概念

亲和性调度是指根据节点的标签和Pod的标签，将Pod调度到合适的节点。它包括： 风哥提示：

  • 节点亲和性（NodeAffinity）：根据节点的标签选择节点
  • Pod亲和性（PodAffinity）：根据已存在的Pod的标签选择节点
  • Pod反亲和性（PodAntiAffinity）：根据已存在的Pod的标签避免选择节点
  • 硬亲和性（requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution）：必须满足的条件
  • 软亲和性（preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution）：尽量满足的条件

1.3 调度策略与规则

调度策略与规则是指定义Pod如何被调度到节点的规则。它包括：

  • 调度器：负责将Pod调度到合适的节点
  • 调度算法：决定Pod被调度到哪个节点的算法
  • 调度策略：影响调度决策的策略
  • 调度规则：具体的调度规则

Part02-生产环境规划与建议

2.1 调度策略规划

在实施节点污点、亲和性调度配置时，调度策略规划是非常重要的：

  • 业务需求分析：根据业务需求，确定调度策略
  • 节点角色划分：根据节点的硬件配置和用途，划分节点角色
  • 污点策略制定：根据节点角色，制定污点策略
  • 亲和性策略制定：根据业务需求，制定亲和性策略

2.2 节点标签规划

节点标签规划对于节点污点、亲和性调度配置也非常重要：

  • 标签命名规范：制定统一的标签命名规范
  • 标签分类：根据节点的属性，分类设置标签
  • 标签管理：定期检查和更新节点标签
  • 标签使用：合理使用标签，避免标签过多

2.3 资源规划

资源规划是节点污点、亲和性调度配置的重要组成部分：

  • 资源需求分析：分析Pod的资源需求
  • 节点资源分配：根据Pod的资源需求，分配节点资源
  • 资源预留：为系统组件预留足够的资源
  • 资源监控：监控节点的资源使用情况

Part03-生产环境项目实施方案

3.1 节点污点配置

节点污点的配置步骤：

  • 添加节点污点：使用kubectl命令添加节点污点
  • 查看节点污点：使用kubectl命令查看节点污点
  • 删除节点污点：使用kubectl命令删除节点污点
  • 验证节点污点：验证节点污点是否生效

3.2 亲和性调度配置

亲和性调度的配置步骤：

  • 配置节点亲和性：在Pod配置中添加节点亲和性规则
  • 配置Pod亲和性：在Pod配置中添加Pod亲和性规则
  • 配置Pod反亲和性：在Pod配置中添加Pod反亲和性规则
  • 验证亲和性调度：验证亲和性调度是否生效

3.3 调度策略验证

调度策略验证的步骤： 学习交流加群风哥微信: itpux-com

  • 创建测试Pod：创建带有亲和性规则的测试Pod
  • 查看Pod调度：查看Pod被调度到哪个节点
  • 验证调度结果：验证调度结果是否符合预期
  • 调整调度策略：根据验证结果，调整调度策略

Part04-生产案例与实战讲解

4.1 节点污点实战案例

下面我们来实战演示节点污点：

# 查看节点列表
kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
master1 Ready control-plane 10m v1.26.0
master2 Ready control-plane 8m v1.26.0
master3 Ready control-plane 6m v1.26.0
worker1 Ready 4m v1.26.0
worker2 Ready 3m v1.26.0
worker3 Ready 2m v1.26.0
# 为worker1节点添加污点
kubectl taint nodes worker1 node-role.kubernetes.io/worker=:NoSchedule
node/worker1 tainted
# 查看节点污点
kubectl describe node worker1 | grep Taints
Taints: node-role.kubernetes.io/worker=:NoSchedule
# 尝试在worker1节点上创建Pod
cat > test-pod.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pod
namespace: fgedu
spec:
containers:
– name: test-container
image: nginx:1.19.10
resources:
requests:
cpu: “100m”
memory: “100Mi”
limits:
cpu: “200m”
memory: “200Mi”
EOF
kubectl apply -f test-pod.yaml
pod/test-pod created
# 查看Pod调度情况
，
kubectl get pods -n fgedu -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
test-pod 1/1 Running 0 1m 10.244.2.2 worker2
# 创建带有容忍度的Pod
cat > test-pod-toleration.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pod-toleration
namespace: fgedu
spec:
containers:
– name: test-container
image: nginx:1.19.10
resources:
requests:
cpu: “100m”
memory: “100Mi”
limits:
cpu: “200m”
memory: “200Mi”
tolerations:
– key: “node-role.kubernetes.io/worker”
operator: “Exists”
effect: “NoSchedule”
EOF
kubectl apply -f test-pod-toleration.yaml
pod/test-pod-toleration created
# 查看Pod调度情况
kubectl get pods -n fgedu -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
test-pod 1/1 Running 0 2m 10.244.2.2 worker2
test-pod-toleration 1/1 Running 0 1m 10.244.1.2 worker1

4.2 亲和性调度实战案例

下面我们来实战演示亲和性调度： 学习交流加群风哥QQ113257174 更多视频教程www.fgedu.net.cn

# 为节点添加标签
kubectl label nodes worker1 type=frontend
kubectl label nodes worker2 type=backend
kubectl label nodes worker3 type=database
node/worker1 labeled
node/worker2 labeled
node/worker3 labeled
# 查看节点标签
kubectl get nodes –show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
master1 Ready control-plane 15m v1.26.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=master1,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/control-plane=,node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers=
master2 Ready control-plane 13m v1.26.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=master2,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/control-plane=,node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers=
master3 Ready control-plane 11m v1.26.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=master3,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/control-plane=,node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers=
worker1 Ready 9m v1.26.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=worker1,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/worker=,type=frontend
worker2 Ready 8m v1.26.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=worker2,kubernetes.io/os=linux,type=backend
worker3 Ready 7m v1.26.0 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=worker3,kubernetes.io/os=linux,type=database
# 创建带有节点亲和性的Pod
cat > frontend-pod.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: frontend-pod
namespace: fgedu
spec:
containers:
– name: frontend-container
image: nginx:1.19.10
resources:
requests:
cpu: “100m”
memory: “100Mi”
limits:
cpu: “200m”
memory: “200Mi”
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
– matchExpressions:
– key: type
operator: In
values:
– frontend
tolerations:
– key: “node-role.kubernetes.io/worker”
operator: “Exists”
effect: “NoSchedule”
EOF
kubectl apply -f frontend-pod.yaml
pod/frontend-pod created
# 查看Pod调度情况
kubectl get pods -n fgedu -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
test-pod 1/1 Running 0 5m 10.244.2.2 worker2
test-pod-toleration 1/1 Running 0 4m 10.244.1.2 worker1
frontend-pod 1/1 Running 0 1m 10.244.1.3 worker1

4.3 反亲和性调度实战案例

下面我们来实战演示反亲和性调度： 更多学习教程公众号风哥教程itpux_com

# 创建带有Pod反亲和性的Pod
cat > backend-pod.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: backend-pod-1
namespace: fgedu
labels:
app: backend
spec:
containers:
– name: backend-container
image: nginx:1.19.10，
resources:
requests:
cpu: “100m”
memory: “100Mi”
limits:
cpu: “200m”
memory: “200Mi”
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
– matchExpressions:
– key: type
operator: In
values:
– backend
EOF
kubectl apply -f backend-pod.yaml
pod/backend-pod-1 created
# 创建第二个带有Pod反亲和性的Pod
cat > backend-pod-2.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: backend-pod-2
namespace: fgedu
labels:
app: backend
spec:
containers:
– name: backend-container
image: nginx:1.19.10
resources:
requests:
cpu: “100m”
memory: “100Mi”
limits:
cpu: “200m”
memory: “200Mi”
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
– matchExpressions:
– key: type
operator: In
values:
– backend
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
– labelSelector:
matchExpressions:
– key: app
operator: In
values:
– backend
topologyKey: “kubernetes.io/hostname”
EOF
kubectl apply -f backend-pod-2.yaml
pod/backend-pod-2 created
# 查看Pod调度情况
kubectl get pods -n fgedu -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
test-pod 1/1 Running 0 8m 10.244.2.2 worker2
test-pod-toleration 1/1 Running 0 7m 10.244.1.2 worker1
frontend-pod 1/1 Running 0 4m 10.244.1.3 worker1
backend-pod-1 1/1 Running 0 2m 10.244.2.3 worker2
backend-pod-2 1/1 Running 0 1m 10.244.3.2 worker3

Part05-风哥经验总结与分享

5.1 常见问题与解决方案

在实施节点污点、亲和性调度配置时，常见的问题及解决方案： from K8S+DB视频:www.itpux.com

  • Pod调度失败：检查节点污点和亲和性规则是否冲突，调整规则
  • 调度不均衡：调整亲和性规则，确保Pod均匀分布
  • 资源浪费：优化节点标签和亲和性规则，提高资源利用率
  • 规则复杂：简化规则，避免过于复杂的调度规则

5.2 最佳实践建议

节点污点、亲和性调度配置的最佳实践：

  • 合理使用节点污点：根据节点的用途和硬件配置，合理设置节点污点
  • 优化亲和性规则：根据业务需求，优化亲和性规则
  • 使用标签管理：使用标签管理节点，便于调度
  • 定期检查调度效果：定期检查Pod的调度情况，调整调度策略
  • 监控资源使用：监控节点的资源使用情况，避免资源浪费

5.3 性能优化技巧

节点污点、亲和性调度配置的性能优化技巧：

  • 简化调度规则：避免过于复杂的调度规则，提高调度速度
  • 合理设置节点标签：使用简洁明了的节点标签，便于管理
  • 优化资源配置：根据Pod的资源需求，合理配置节点资源
  • 使用Pod反亲和性：使用Pod反亲和性，提高应用的可用性
  • 定期清理节点污点：定期清理不再需要的节点污点，避免影响调度

在实施节点污点、亲和性调度配置时，一定要合理规划调度策略，优化节点标签，并定期检查调度效果，确保Pod被调度到合适的节点。

本文由风哥教程整理发布,仅用于学习测试使用,转载注明出处:http://www.fgedu.net.cn/10327.html

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