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01 - K8s 调度机制 ​

调度器工作原理 ​

Scheduler 决定 Pod 运行在哪个节点，过程分为两步：

新 Pod 创建
    │
    ▼
┌─────────────────┐
│   过滤 (Filter)  │ 排除不满足条件的节点
│   - 资源是否足够  │
│   - 标签是否匹配  │
│   - 污点容忍     │
└────────┬────────┘
         │ 候选节点列表
         ▼
┌─────────────────┐
│   打分 (Score)   │ 给候选节点排序
│   - 资源均衡     │
│   - 亲和性权重   │
│   - 自定义优先级  │
└────────┬────────┘
         │ 最高分节点
         ▼
    绑定 Pod 到节点

nodeSelector（最简单的调度约束） ​

bash
# 给节点打标签
kubectl label nodes node-1 disktype=ssd
kubectl label nodes node-2 disktype=hdd
yaml
spec:
  nodeSelector:
    disktype: ssd         # Pod 只会调度到有此标签的节点
  containers:
  - name: app
    image: myapp

Node Affinity（节点亲和性） ​

比 nodeSelector 更灵活，支持"软性"偏好：

yaml
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      # 硬性要求（必须满足）
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/os
            operator: In
            values: ["linux"]
      # 软性偏好（尽量满足，不满足也能调度）
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 80
        preference:
          matchExpressions:
          - key: disktype
            operator: In
            values: ["ssd"]

操作符 ​

操作符含义
In值在列表中
NotIn值不在列表中
Exists键存在
DoesNotExist键不存在
Gt大于（仅限数字）
Lt小于（仅限数字）

Pod Affinity / Anti-Affinity（Pod 亲和/反亲和） ​

控制 Pod 之间的调度关系。

yaml
spec:
  affinity:
    # Pod 亲和：和某些 Pod 调度到同一区域
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchLabels:
            app: cache
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
    # Pod 反亲和：和某些 Pod 不在同一个节点
    podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 100
        podAffinityTerm:
          labelSelector:
            matchLabels:
              app: web
          topologyKey: kubernetes.io/hostname

使用场景：

  • 亲和：把 Web 和 Cache 调度到同一节点（减少网络延迟）
  • 反亲和：同一 Deployment 的 Pod 分散到不同节点（高可用）

Taints 和 Tolerations（污点与容忍） ​

Taint（污点）标记在节点上，阻止 Pod 调度过来。 Toleration（容忍）声明在 Pod 上，表示可以容忍某些污点。

bash
# 给节点添加污点
kubectl taint nodes node-1 gpu=true:NoSchedule

# 移除污点
kubectl taint nodes node-1 gpu=true:NoSchedule-
yaml
# Pod 声明容忍
spec:
  tolerations:
  - key: "gpu"
    operator: "Equal"
    value: "true"
    effect: "NoSchedule"
  containers:
  - name: training
    image: pytorch

Taint Effect（效果） ​

效果说明
NoSchedule不容忍的 Pod 不会被调度到此节点
PreferNoSchedule尽量不调度（软性）
NoExecute不容忍的 Pod 会被驱逐，新的不会调度

典型场景：

  • GPU 节点只跑训练任务
  • Master 节点不跑业务 Pod
  • 维护节点驱逐所有 Pod

实操练习 ​

bash
# 查看节点标签
kubectl get nodes --show-labels

# 查看节点的污点
kubectl describe node <node-name> | grep Taints

# Docker Desktop 的单节点上实验
kubectl label node docker-desktop env=dev
kubectl get nodes -l env=dev

下一步 ​

→ 02 - 自动扩缩容