Kubernetes——污点、容忍、故障排除

污点(Taint)和容忍(Tolerations)

污点(Taint)

污点概念

1. 节点亲和性，是Pod的一种属性（偏好或硬性要求），它使Pod被吸引到一类特定的节点。Taint则相反，它使节点能够排斥一类特定的Pod
2. Taint和Toleration相互配合，可以用来避免Pod被分配到不合适的节点上。每个节点上都可以应用一个或多个taint ，这表示对于那些不能容忍这些taint的Pod，是不会被该节点接受的。如果将toleration应用于Pod上，则表示这些 Pod 可以（但不一定）被调度到具有匹配taint的节点上
3. 使用kubectl taint命令可以给某个Node节点设置污点，Node被设置上污点之后就和 Pod 之间存在了一种相斥的关系，可以让Node拒绝 Pod 的调度执行，甚至将Node已经存在的Pod驱逐出去

污点的组成格式

• key=value:effect

每个污点有一个key和value作为污点的标签，其中value可以为空，effect描述污点的作用

effect支持如下三个选项

1. NoSchedule：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
2. PreferNoSchedule：表示 k8s 将尽量避免将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
3. NoExecute：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上，同时会将 Node 上已经存在的 Pod 驱逐出去

master上的NoSchedule污点

master 就是因为有 NoSchedule 污点，k8s 才不会将 Pod 调度到 master 节点上
kubectl describe node master01

node上设置污点

#设置污点
kubectl taint nodes node01 key1=value1:NoSchedule

#节点说明中，查找 Taints 字段
kubectl describe node node01

去除污点

#去除污点
kubectl taint nodes node01 key1:NoSchedule-

#节点说明中，查找 Taints 字段
kubectl describe node node01

污点实例测试

1.先创建两个pod资源分别在两个node节点上
kubectl get pods -o wide

2.在node02上创建污点
kubectl taint nodes node02 check=mycheck:NoExecute

3.kubectl get pods -o wide
查看 Pod 状态，会发现 node02 上的 Pod 已经被全部驱逐（注：如果是 Deployment 或者 StatefulSet 资源类型，为了维持副本数量则会在别的 Node 上再创建新的 Pod

容忍(Tolerations)

容忍概念

设置了污点的 Node 将根据 taint 的 effect:NoSchedule、PreferNoSchedule、NoExecute 和 Pod 之间产生互斥的关系，Pod 将在一定程度上不会被调度到 Node 上。但我们可以在 Pod 上设置容忍(Tolerations)，意思是设置了容忍的 Pod 将可以容忍污点的存在，可以被调度到存在污点的Node上

测试污点

1.在node02设置污点的基础上，再在node01上设置污点
kubectl taint nodes node01 check=mycheck:NoExecute

2.vim demo1.yaml
==========================================================
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp03
  labels:
    app: myapp03
spec:
  containers:
  - name: myapp01
    image: nginx
==========================================================
3.kubectl apply -f demo1.yaml

4.kubectl get pods -o wide

在设置污点的基础上设置容忍

vim demo2.yaml
==========================================================
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp04
  labels:
    app: myapp04
spec:
  containers:
  - name: myapp01
    image: nginx
  tolerations:
  - key: "check"
    operator: "Equal"
    value: "mycheck"
    effect: "NoExecute"
    tolerationSeconds: 15
==========================================================
#其中的 key、vaule、effect 都要与 Node 上设置的 taint 保持一致
#operator 的值为 Exists 将会忽略 value 值，即存在即可
#tolerationSeconds 用于描述当 Pod 需要被驱逐时可以在 Pod 上继续保留运行的时间
==========================================================
kubectl apply -f demo2.yaml

kubectl get pods -o wide -w

容忍的其他注意事项

1.当不指定 key 值时，表示容忍所有的污点 key
  tolerations:
  - operator: "Exists"  
2.当不指定 effect 值时，表示容忍所有的污点作用
  tolerations:
  - key: "key"
    operator: "Exists"
3.有多个 Master 存在时，防止资源浪费，可以如下设置
kubectl taint nodes Master-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule

node升级时，设置污点的流程

//如果某个 Node 更新升级系统组件，为了防止业务长时间中断，可以先在该 Node 设置 NoExecute 污点，把该 Node 上的 Pod 都驱逐出去
kubectl taint nodes node01 check=mycheck:NoExecute

//此时如果别的 Node 资源不够用，可临时给 Master 设置 PreferNoSchedule 污点，让 Pod 可在 Master 上临时创建
kubectl taint nodes master node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule

//待所有 Node 的更新操作都完成后，再去除污点
kubectl taint nodes node01 check=mycheck:NoExecute-

Pod启动阶段（相位 phase）

pod启动过程

1. 调度到某台 node 上。kubernetes 根据一定的优先级算法选择一台 node 节点将其作为 Pod 运行的 node
2. 拉取镜像
3. 挂载存储配置等
4. 运行起来。如果有健康检查，会根据检查的结果来设置其状态

phase状态/pod状态

• Pending：表示APIServer创建了Pod资源对象并已经存入了etcd中，但是它并未被调度完成（比如还没有调度到某台node上），或者仍然处于从仓库下载镜像的过程中。
• Running：Pod已经被调度到某节点之上，并且Pod中所有容器都已经被kubelet创建。至少有一个容器正在运行，或者正处于启动或者重启状态（也就是说Running状态下的Pod不一定能被正常访问）。
• Succeeded：有些pod不是长久运行的，比如job、cronjob，一段时间后Pod中的所有容器都被成功终止，并且不会再重启。需要反馈任务执行的结果。
• Failed：Pod中的所有容器都已终止了，并且至少有一个容器是因为失败终止。也就是说，容器以非0状态退出或者被系统终止，比如 command 写的有问题。
• Unknown：因为某些原因无法取得 Pod 的状态，通常是因为与 Pod 所在主机通信失败

故障排除步骤

//查看Pod事件
kubectl describe TYPE NAME_PREFIX  

//查看Pod日志（Failed状态下）
kubectl logs <POD_NAME> [-c Container_NAME]

//进入Pod（状态为running，但是服务没有提供）
kubectl exec –it <POD_NAME> bash

//查看集群信息
kubectl get nodes

//发现集群状态正常
kubectl cluster-info

//查看kubelet日志发现
journalctl -xefu kubelet

对节点执行维护操作:删除节点上的pod数据

将Node标记为不可调度的状态

kubectl get nodes

//将 Node 标记为不可调度的状态，这样就不会让新创建的 Pod 在此 Node 上运行
kubectl cordon <NODE_NAME> 		 #该node将会变为SchedulingDisabled状态

kubectl cordon node01

kubectl get nodes

用drain删除pod数据

//kubectl drain 可以让 Node 节点开始释放所有 pod，并且不接收新的 pod 进程。drain 本意排水，意思是将出问题的 Node 下的 Pod 转移到其它 Node 下运行
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kubectl drain node01 --ignore-daemonsets --delete-local-data --force
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--ignore-daemonsets：无视 DaemonSet 管理下的 Pod。
--delete-local-data：如果有 mount local volume 的 pod，会强制杀掉该 pod。
--force：强制释放不是控制器管理的 Pod，例如 kube-proxy。

注：执行 drain 命令，会自动做了两件事情:
（1）设定此 node 为不可调度状态（cordon)
（2）evict（驱逐）了 Pod

将Node标记为可调度的状态

//kubectl uncordon 将 Node 标记为可调度的状态
kubectl uncordon <NODE_NAME>

kubectl uncordon node01

kubectl get nodes