调度之Pod 亲和性（podAffinity）

1.简介：

Pod 亲和性（podAffinity）主要解决 Pod 可以和哪些 Pod 部署在同一个拓扑域中的问题（其中拓扑域用主机标签实现，可以是单个主机，也可以是多个主机组成的 cluster、zone 等等），而 Pod 反亲和性主要是解决 Pod 不能和哪些 Pod 部署在同一个拓扑域中的问题，它们都是处理的 Pod 与 Pod 之间的关系，比如一个 Pod 在一个节点上了，那么我这个也得在这个节点，或者你这个 Pod 在节点上了，那么我就不想和你待在同一个节点上。

由于我们这里只有一个集群，并没有区域或者机房的概念，所以我们这里直接使用主机名来作为拓扑域，把 Pod 创建在同一个主机上面。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: pod-affinity
  labels:
    app: pod-affinity
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: pod-affinity
  template:
    metadata:
      labels:
        app: pod-affinity
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          name: nginxweb
      affinity:
        podAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:  # 硬策略
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - busybox-pod
            topologyKey: kubernetes.io/hostname

上面这个例子中的 Pod 需要调度到某个指定的节点上，并且该节点上运行了一个带有 app=busybox-pod 标签的 Pod。我们可以查看有标签 app=busybox-pod 的 pod 列表：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -l app=busybox-pod -owide
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
test-busybox   1/1     Running   0          10m   172.27.14.239   k8s-node02   <none>           <none>

我们看到这个 Pod 运行在了 k8s-node2 的节点上面，所以按照上面的亲和性来说，上面我们部署的3个 Pod 副本也应该运行在 k8s-node2 节点上：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl apply -f pod-affinity-demo.yaml 
deployment.apps/pod-affinity configured
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -owide
NAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP              NODE           NOMINATED NODE   READINESS GATES
busybox                        1/1     Running   263        11d     172.17.125.9    k8s-node01     <none>           <none>
nginx-68db656dd8-mprnc         1/1     Running   0          65m     172.17.125.13   k8s-node01     <none>           <none>
nginx-68db656dd8-znwgp         1/1     Running   1          11d     172.18.195.11   k8s-master03   <none>           <none>
pod-affinity-6967f7785-94zwr   1/1     Running   0          15m     172.27.14.242   k8s-node02     <none>           <none>
pod-affinity-6967f7785-9gzqf   1/1     Running   0          24s     172.27.14.244   k8s-node02     <none>           <none>
pod-affinity-6967f7785-rlqkl   1/1     Running   0          15m     172.27.14.241   k8s-node02     <none>           <none>
pod-affinity-6967f7785-xlhkv   1/1     Running   0          15m     172.27.14.240   k8s-node02     <none>           <none>
test-busybox                   1/1     Running   0          13m     172.27.14.239   k8s-node02     <none>           <none>
web                            2/2     Running   0          3d19h   172.18.195.14   k8s-master03   <none>           <none>

如果我们把上面的 test-busybox 和 pod-affinity 这个 Deployment 都删除，然后重新创建 pod-affinity 这个资源，看看能不能正常调度呢：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete -f node-selector-demo.yaml
pod "test-busybox" deleted
[root@k8s-master01 ~]# kubectl delete -f pod-affinity-demo.yaml
deployment.apps "pod-affinity" deleted
[root@k8s-master01 ~]# kubectl apply -f pod-affinity-demo.yaml
deployment.apps/pod-affinity created
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pods -o wide -l app=pod-affinity
NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP       NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-affinity-587f9b5b58-bbfgr   0/1     Pending   0          18s   <none>   <none>   <none>           <none>
pod-affinity-587f9b5b58-lwc8n   0/1     Pending   0          18s   <none>   <none>   <none>           <none>
pod-affinity-587f9b5b58-pc7ql   0/1     Pending   0          18s   <none>   <none>   <none>           <none>

我们可以看到都处于 Pending 状态了，这是因为现在没有一个节点上面拥有 app=busybox-pod 这个标签的 Pod，而上面我们的调度使用的是硬策略，所以就没办法进行调度了，大家可以去尝试下重新将 test-busybox 这个 Pod 调度到其他节点上，观察下上面的3个副本会不会也被调度到对应的节点上去。

我们这个地方使用的是 kubernetes.io/hostname 这个拓扑域，意思就是我们当前调度的 Pod 要和目标的 Pod 处于同一个主机上面，因为要处于同一个拓扑域下面，为了说明这个问题，我们把拓扑域改成 beta.kubernetes.io/os，同样的我们当前调度的 Pod 要和目标的 Pod 处于同一个拓扑域中，目标的 Pod 是拥有 beta.kubernetes.io/os=linux 的标签，而我们这里所有节点都有这样的标签，这也就意味着我们所有节点都在同一个拓扑域中，所以我们这里的 Pod 可以被调度到任何一个节点，重新运行上面的 app=busybox-pod 的 Pod，然后再更新下我们这里的资源对象：

[root@k8s-master01 ~]# kubectl get pod -owide
NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE           NOMINATED NODE   READINESS GATES
busybox                         1/1     Running   264        11d     172.17.125.9     k8s-node01     <none>           <none>
nginx-68db656dd8-mprnc          1/1     Running   0          69m     172.17.125.13    k8s-node01     <none>           <none>
nginx-68db656dd8-znwgp          1/1     Running   1          11d     172.18.195.11    k8s-master03   <none>           <none>
pod-affinity-5f77cbd686-hpc4n   1/1     Running   0          60s     172.25.244.215   k8s-master01   <none>           <none>
pod-affinity-5f77cbd686-tr5lq   1/1     Running   0          41s     172.25.92.101    k8s-master02   <none>           <none>
pod-affinity-5f77cbd686-zw4ql   1/1     Running   0          60s     172.17.125.15    k8s-node01     <none>           <none>
test-busybox                    1/1     Running   0          17m     172.27.14.239    k8s-node02     <none>           <none>
web                             2/2     Running   0          3d19h   172.18.195.14    k8s-master03   <none>           <none>

可以看到现在是分别运行在3个节点下面的，因为他们都属于 beta.kubernetes.io/os 这个拓扑域。