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Kubernetes应用部署策略实践

【摘要】Kubernetes是Google开源的Docker容器集群管理系统,为容器化的应用提供资源调度、部署运行、服务发现、扩容缩容等整一套功能。在应用部署这块,类似于其他系统,Kubernetes也提供了一些控制容器部署的方式,本文主要通过实践的方式介绍一下kubernetes的应用在部署时的部署策略。

几个概念:

  • Pod:是Kubernetes最基本的部署调度单元,可以包含container,逻辑上表示某种应用的一个实例。比如一个web站点应用由前端、后端及数据库构建而成,这三个组件将运行在各自的容器中,那么我们可以创建包含三个container的pod。

  • node: 是 Kubernetes的worker节点,通常也称作为Minion node。除了运行一些kubernetes的组件以外(kubelet, kube-proxy等),还承担着运行容器服务的重任。

  • ReplicationController:是pod的复制抽象,用于解决pod的扩容缩容问题。通常,分布式应用为了性能或高可用性的考虑,需要复制多份资源,并且根据负载情况动态伸缩。通过ReplicationController,我们可以指定一个应用需要几份复制,Kubernetes将为每份复制创建一个pod,并且保证实际运行pod数量总是与该复制数量相等(例如,当前某个pod宕机时,自动创建新的pod来替换)

环境介绍:

为了演示kubernetes应用部署策略,准备了7台机器(1个kubernetes master节点和6个kubernetes worker节点),如下图所示。

图片描述
其中:

1) kubernetes master: hchenk8s1(ubuntu 16.04 LTS)
2) etcd: hchenk8s1(可以和kubernetes master不在一个节点上面)
3) worker nodes: hchenk8s2 - hchenk8s7(总共6台机器, 操作系统为ubuntu 16.04 LTS)

完了就开始环境搭建,这里就不演示了,环境搭建部分网上很多。可供参考的比较多。

进入主题

目前,kubernetes提供了3中应用部署策略,下面一一进行介绍:

1. nodeSelector:

nodeSelector是kubernetes提供的最简单的一种应用部署策略,通过一种key=value的方式来部署用户的应用。

从这个参数就能看出来,这种策略的调度对象是node,也就是上面说的kubernetes的worker,说的更明白一点是,用户在创建应用的时候,可以通过nodeSelector来指定某个、或者某组具有某些属性的worker node来创建这些容器服务。这里既然提到了需要根据worker node的某些属性来创建这些容器服务,那就不得不介绍一下worker node的label.

Label: 标签的意思,使用在worker node上面顾名思义就是用来对worker node进行一些标记的。比如说worker node的cpu架构(ppc64, x86, etc)或者分组信息啊什么的。nodeSelector就是通过这些标签来选择应用到底要在哪些机器上去部署。

首先先查看当前kubernetes cluster的worker node的情况。

root@hchenk8s1:~# kubectl get nodes
NAME                 STATUS                                    AGE
9.111.254.207   Ready,SchedulingDisabled   1d
9.111.254.208   Ready                                       1d
9.111.254.209   Ready                                       1d
9.111.254.212   Ready                                       1d
9.111.254.213   Ready                                       1d
9.111.254.214   Ready                                       1d
9.111.254.218   Ready                                       1d

从输出可以看到目前测试集群中有6台worker node和一个不可调度的master节点。

下面我们通过nodeSelector来部署应用,并且应用需要部署在指定的机器上面。

在kubernetes集群中,kubelet会上报一些机器属性比如hostname, os, arch等信息记录在nodes的label里面。下面先查看一下这些label.

root@hchenk8s1:~# kubectl get nodes --show-labels
NAME            STATUS                     AGE       LABELS
9.111.254.207   Ready,SchedulingDisabled   1d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=9.111.254.207
9.111.254.208   Ready                      1d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=9.111.254.208
9.111.254.209   Ready                      1d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=9.111.254.209
9.111.254.212   Ready                      1d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=9.111.254.212
9.111.254.213   Ready                      1d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=9.111.254.213
9.111.254.214   Ready                      1d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=9.111.254.214
9.111.254.218   Ready                      1d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=9.111.254.218

从输出结果可以看到,每个node都有3个label分别是beta.kubernetes.io/arch,beta.kubernetes.io/os,kubernetes.io/hostname。下面通过hostname作为应用部署的选择策略来部署应用到9.111.254.218机器上面。

以nginx应用为例,准备一个容器应用部署的kubernetes的deployment文件。

kind: Deployment
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
        image: nginx_1_8_1
    spec:
      hostNetwork: false
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.8.1
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - protocol: TCP
          containerPort: 80
        resources:
          limits:
            cpu: 1000m
            memory: 1024Mi
      nodeSelector:
        kubernetes.io/hostname: 9.111.254.218

在yaml文件中加入nodeSelector, 其中key和value分别为label的name和value.

下面就开始见证奇迹了。

通过kubectl创建应用容器服务。

root@hchenk8s1:~# kubectl  create -f nginx.yaml
deployment "nginx" created
root@hchenk8s1:~# kubectl get deployment
NAME      DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx     1         1         1            1           9m
root@hchenk8s1:~# kubectl  get pods -o wide
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
nginx-1245594662-sjjp9   1/1       Running   0          1m        10.1.20.130   9.111.254.218

从输出可以看到, nginx的容器服务已经部署到了刚刚指定的机器上面。

当然,nodeSelector自身可以支持多个选择条件,当创建应用的时候,nodeSelector里面的条件都满足的机器会被选择出来用来部署pod.

为了测试nodeSelector多条件支持的测试,我们对6个worker分别进行标记:

root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.208 storage_type=overlay application_type=web
node "9.111.254.208" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.209 storage_type=overlay application_type=db
node "9.111.254.209" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.212 storage_type=aufs application_type=web
node "9.111.254.212" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.213 storage_type=aufs application_type=db
node "9.111.254.213" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.214 storage_type=devicemapper application_type=web
node "9.111.254.214" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.218 storage_type=devicemapper application_type=db
node "9.111.254.218" labeled

标记后, 集群结构如下图所示。
图片描述

下面通过应用部署来测试nodeSelector的多条件选择:

场景1:

创建一个nginx web服务,选择worker node上面,storage_type标记为啊aufs的节点:

期望结果:

nginx web服务部署在节点9.111.254.212上面

步骤:

准备需要创建服务所需要的yaml文件:

kind: Deployment
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
        image: nginx_1_8_1
    spec:
      hostNetwork: false
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.8.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - protocol: TCP
          containerPort: 80
        resources:
          limits:
            cpu: 1000m
            memory: 1024Mi
      nodeSelector:
        storage_type: aufs
        application_type: web

从上面的yaml文件可以看到,nodeSelector里面定义了两个条件,分别是storage_type和application_type, 应用只有创建在两个条件同时满足的节点上面。

下面开始创建容器服务。

root@hchenk8s1:~# kubectl create -f nginx.yaml
deployment "nginx" created
root@hchenk8s1:~# kubectl get deployment
NAME      DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx     1         1         1            1           46s
root@hchenk8s1:~# kubectl  get pods -o wide
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
nginx-2704164239-lr0gj   1/1       Running   0          1m        10.1.58.235   9.111.254.212

从输出可以看到,nginx服务已经选择机器9.111.254.212去部署应用。

场景2:

创建一个nginx web服务,选择worker node上面,storage_type标记为啊btrfs的节点:

期望结果:

nginx web选择不到合适的机器部署应用。

步骤:

准备需要创建服务所需要的yaml文件:

kind: Deployment
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
        image: nginx_1_8_1
    spec:
      hostNetwork: false
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.8.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - protocol: TCP
          containerPort: 80
        resources:
          limits:
            cpu: 1000m
            memory: 1024Mi
      nodeSelector:
        storage_type: btrfs
        application_type: web

下面开始创建容器服务。

root@hchenk8s1:~# kubectl create -f nginx.yaml
deployment "nginx" created
root@hchenk8s1:~# kubectl get deployment
NAME      DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx     1         1         1            0           58s
root@hchenk8s1:~# kubectl  get pods -o wide
NAME                    READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP        NODE
nginx-155862529-m5pr1   0/1       Pending   0          1m        <none>
root@hchenk8s1:~# kubectl describe pods nginx-155862529-m5pr1
Name:       nginx-155862529-m5pr1
Namespace:  default
Node:       /
Labels:     app=nginx
        pod-template-hash=155862529
Status:     Pending
IP:
Controllers:    ReplicaSet/nginx-155862529
Containers:
  nginx:
    Image:  nginx:latest
    Port:   80/TCP
    Limits:
      cpu:  1
      memory:   1Gi
    Requests:
      cpu:  1
      memory:   1Gi
    Volume Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-5rj87 (ro)
    Environment Variables:  <none>
Conditions:
  Type      Status
  PodScheduled  False
Volumes:
  default-token-5rj87:
    Type:   Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName: default-token-5rj87
QoS Class:  Guaranteed
Tolerations:    <none>
Events:
  FirstSeen LastSeen    Count   From            SubObjectPath   Type        Reason          Message
  --------- --------    -----   ----            -------------   --------    ------          -------
  1m        27s     8   {default-scheduler }            Warning     FailedScheduling    pod (nginx-155862529-m5pr1) failed to fit in any node
fit failure summary on nodes : MatchNodeSelector (6)

从输出可以看到,pod创建失败了,原因是没有找到合适的机器去部署。

总结一下:nodeSelector通过label选择机制,提供了比较简单直观的pod部署策略,从一些方面实现了节点的亲和/反亲和的策略。虽然现在仍然存在在kubernetes中,不过相信这个功能会慢慢被接下来要提到的node Affinity和inter-pod affinity取而代之。

2. NodeAffinity

NodeAffinity是kubernetes 1.2的时候集成进来的,概念上类似于上面介绍的nodeSelector, 通过对node label的选择来部署你的pod的。

先说说nodeAffinity的类型:

目前nodeAffinity支持requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution和preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution这两种类型。从字面意思就能看到,类型一的要求要比类型二的苛刻的多,对于类型一来说,更像是上面介绍的nodeSelector的高级版,而对于类型二来说,在创建pod的时候会根据各种调度条件对可调度的机器进行排序,并且不会像类型一那样,因为资源不够或者一些其他原因而创建失败,退而求其次来去选择其他的机器继续创建。

在这两种类型中,ignoredDuringExecution的意思是在node在运行期间如果label发生了变化,之间通过这些类型部署的pod不会因为node label的变化而去重新部署来满足已经定义好的亲和/反亲和的策略。不过社区计划会针对这些case提供requiredDuringSchedulingRequiredDuringExecution的类型来应对因为node label变化,定义的亲和/反亲和的策略发生变化的问题,当然,pod可能就需要重新部署来适应已经发生的变化。

下面设计一个场景还试一下:

场景1:

集群中的6个worker node分别属于3个不同的组,这里分别命名为group1, group2, group3. 需要部署一个nignx应用,并且有4个副本,要求nignx应用部署在除了group3以外的其他group上面。

期望结果:

nginx的应用能部署在group1和group2里的worker node。

步骤:

首先,对集群中的worker node添加label来标识组信息。

root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.208 group=group1
node "9.111.254.208" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.209 group=group1
node "9.111.254.209" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.212 group=group2
node "9.111.254.212" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.213 group=group2
node "9.111.254.213" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.214 group=group3
node "9.111.254.214" labeled
root@hchenk8s1:~# kubectl label node 9.111.254.218 group=group3
node "9.111.254.218" labeled

标识完后的worker node信息如下图所示。

图片描述

下面准备一个用来测试的yaml文件:

kind: Deployment
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 4
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
      annotations:
        scheduler.alpha.kubernetes.io/affinity: >
          {
            "nodeAffinity": {
              "requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution": {
                "nodeSelectorTerms": [
                  {
                    "matchExpressions": [
                      {
                        "key": "group",
                        "operator": "In",
                        "values": ["group1", "group2"]
                      }
                    ]
                  }
                ]
              }
            }
          }
    spec:
      hostNetwork: false
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - protocol: TCP
          containerPort: 80
        resources:
          limits:
            cpu: 500m
            memory: 512Mi

下面开始创建容器服务。

root@hchenk8s1:~# kc create -f nginx_nodeaffinity.yaml
deployment "nginx" created
root@hchenk8s1:~# kc get pods -o wide
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
nginx-3792017226-5cn0s   1/1       Running   0          1m        10.1.36.194   9.111.254.213
nginx-3792017226-ljq9h   1/1       Running   0          1m        10.1.56.66    9.111.254.208
nginx-3792017226-qfbvs   1/1       Running   0          1m        10.1.64.66    9.111.254.212
nginx-3792017226-tdm23   1/1       Running   0          1m        10.1.183.3    9.111.254.209

从测试结果可以看到,4个副本分别部署在了group1和group2上的机器。

上面的例子中用了In的operator,matchExpressions的operator大概有一下几种:

In: 凡是满足values里面条件的机器都会被选择出来。以上面的例子为例,凡是满足group=group1或者group=group2的机器都会被选择出来。

NotIn: 和In相反,凡是满足values里面条件的机器都会被剔除出去。如果以上面的例子为例,operator换成NotIn, 那么group=group1以及group=group2的机器就会被剔除出去,而group=group3的机器则会被选择出来。

Exists: 和In比较类似,凡是有某个标签的机器都会被选择出来。使用Exists的operator的话,values里面就不能写东西了。

DoesNotExist: 和Exists相反,凡是不具备某个标签的机器则会被选择出来。和Exists的Operator一样,values里面也不能写东西了。

Gt: greater than的意思,表示凡是某个value大于设定的值的机器则会被选择出来。

Lt: less than的意思,表示凡是某个value小于设定的值的机器则会被选择出来。

下面2个例子分别看看其他几个operator的使用以及测试结果。

场景2:

集群中的6个worker node,其中的2台标记了network的标签,而其他的4台没有network标签。通过deployment创建一个nginx应用,并且nginx应用有4个副本,通过nodeAffinity选择有network标签的机器进行应用部署。

期望结果:

nginx的应用能部署在有network的标签的机器上面。

步骤:

首先,对集群中的worker node添加label来标识组信息,通过命令可以查看当前集群中的worker node的label信息。

root@hchenk8s1:~# kubectl get nodes --show-labels
NAME            STATUS                     AGE       LABELS
9.111.254.208   Ready                      6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group1,kubernetes.io/hostname=9.111.254.208,network=calico
9.111.254.209   Ready                      6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group1,kubernetes.io/hostname=9.111.254.209,network=calico
9.111.254.212   Ready                      6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group2,kubernetes.io/hostname=9.111.254.212
9.111.254.213   Ready                      6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group2,kubernetes.io/hostname=9.111.254.213
9.111.254.214   Ready                      6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group3,kubernetes.io/hostname=9.111.254.214
9.111.254.218   Ready                      6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group3,kubernetes.io/hostname=9.111.254.218

准备创建nginx应用的deployment

kind: Deployment
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 4
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
      annotations:
        scheduler.alpha.kubernetes.io/affinity: >
          {
            "nodeAffinity": {
              "requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution": {
                "nodeSelectorTerms": [
                  {
                    "matchExpressions": [
                      {
                        "key": "network",
                        "operator": "Exists"
                      }
                    ]
                  }
                ]
              }
            }
          }
    spec:
      hostNetwork: false
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - protocol: TCP
          containerPort: 80
        resources:
          limits:
            cpu: 500m
            memory: 512Mi

从上面的yaml文件可以看到,matchExpression里面定义了nodeAffinity的选择条件,从上面的例子可以看到,nginx应用期望能创建在有network label的机器上。

下面开始创建应用

root@hchenk8s1:~# kubectl create -f nginx_exist.yaml
deployment "nginx" created
root@hchenk8s1:~# kubectl get pods -o wide
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
nginx-3031338627-7bbfc   1/1       Running   0          7s        10.1.183.17   9.111.254.209
nginx-3031338627-cd1jz   1/1       Running   0          7s        10.1.56.80    9.111.254.208
nginx-3031338627-wslpb   1/1       Running   0          7s        10.1.183.16   9.111.254.209
nginx-3031338627-zgrxn   1/1       Running   0          7s        10.1.56.79    9.111.254.208

从测试结果可以看到,4个副本分别部署在了有network label的机器上面。

场景3:

集群中的6个worker node,其中的2台有kernel-version标签,用来记录机器的内核版本。通过deployment创建一个nginx应用,并且nginx应用有4个副本,通过nodeAffinity选择内核版本范围来进行应用部署。

期望结果:

期望nginx的应用部署在kerver-version大于0320的机器上面。

步骤:

首先为集群中的机器添加lable来标示机器的内核版本信息:

root@hchenk8s1:~# kc get nodes --show-labels -l worker=true
NAME            STATUS    AGE       LABELS
9.111.254.208   Ready     6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group1,kernel-version=0310,kubernetes.io/hostname=9.111.254.208,worker=true
9.111.254.209   Ready     6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group1,kernel-version=0404,kubernetes.io/hostname=9.111.254.209,worker=true
9.111.254.212   Ready     6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group2,kubernetes.io/hostname=9.111.254.212,worker=true
9.111.254.213   Ready     6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group2,kubernetes.io/hostname=9.111.254.213,worker=true
9.111.254.214   Ready     6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group3,kubernetes.io/hostname=9.111.254.214,worker=true
9.111.254.218   Ready     6d        beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,group=group3,kubernetes.io/hostname=9.111.254.218,worker=true

从上面的输出可以看到,9.111.254.208的kernel-version为0310,9.111.254.209的kernel-version为0404.

下面准备一个nginx的yaml文件,用来创建nginx服务:

kind: Deployment
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 4
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
      annotations:
        scheduler.alpha.kubernetes.io/affinity: >
          {
            "nodeAffinity": {
              "requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution": {
                "nodeSelectorTerms": [
                  {
                    "matchExpressions": [
                      {
                        "key": "kernel-version",
                        "operator": "Gt",
                        "values": ["0320"]
                      }
                    ]
                  }
                ]
              }
            }
          }
    spec:
      hostNetwork: false
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - protocol: TCP
          containerPort: 80
        resources:
          limits:
            cpu: 200m
            memory: 256Mi

上面的文件表示的策略是期望创建服务到kernel-version大于0320的机器上面。

下面开始创建;

root@hchenk8s1:~# kubectl create -f nginx_gt.yaml
deployment "nginx" created
root@hchenk8s1:~# kubectl get pods -o wide
NAME                     READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
nginx-4087060041-2x9lw   1/1       Running   0          4s        10.1.183.26   9.111.254.209
nginx-4087060041-4x1dd   1/1       Running   0          4s        10.1.183.23   9.111.254.209
nginx-4087060041-bgt0z   1/1       Running   0          4s        10.1.183.24   9.111.254.209
nginx-4087060041-brgb3   1/1       Running   0          4s        10.1.183.25   9.111.254.209

从测试结果可以看到,4个副本都创建在了kernel-version为0404的机器上。

3. Inter-pod affinity/anti-affinity

Inter-pod affinity/anti-affinity是kubernetes 1.4开始支持的,pod的部署策略不再单单的只是通过node label的选择,而是可以从pod层面通过pod的 label来部署自己的应用,简单点说就是你可以通过inter-pod affinity/anti-affinity来决定自己的容器应用亲近或者远离具有某些label的容器应用。

和nodeAffinity一样,inter-pod affinity/anti-affinity也有requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution和preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution两种类型,分别表示”hard”和”soft”两种需求。

场景1:

集群中有个db容器服务(mysql),通过使用inter-pod affinity使得数据库上层服务(wordpress)能够和db容器服务在一台机器上。

步骤:

  1. 首先准备mysql.yaml文件并且创建容器服务。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mysql
  labels:
    name: mysql
spec:
  containers:
    - resources:
        limits :
          cpu: 0.5
      image: mysql:5.6
      name: mysql
      args:
        - "--ignore-db-dir"
        - "lost+found"
      env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          # change this
          value: changeit
      ports:
        - containerPort: 3306
          name: mysql

下面开始创建:

root@hchenk8s1:~# kubectl create -f mysql.yaml
pod "mysql" created
root@hchenk8s1:~# kc get pods -owide --show-labels
NAME      READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE            LABELS
mysql     1/1       Running   0          8m        10.1.226.66   9.111.254.214   name=mysql

mysql创建好了,下面开始准备wordpress的yaml文件。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: wordpress
spec:
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: name
            operator: In
            values:
            - mysql
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
  containers:
  - image: wordpress:4.7.3-apache
    name: wordpress
    env:
    - name: WORDPRESS_DB_HOST
      value: 10.1.226.66
    - name: WORDPRESS_DB_PASSWORD
      value: changeit
    ports:
    - containerPort: 80
      name: wordpress

yaml文件里面定义了podAffinity, matchExpressions里面指定了需要选择name mysql的pod label来部署wordpress的pod.

下面开始创建:

root@hchenk8s1:~# kubectl create -f wordpress.yaml
pod "wordpress" created
root@hchenk8s1:~# kubectl get pods -owide --show-labels
NAME        READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE            LABELS
mysql       1/1       Running   0          1d        10.1.226.66   9.111.254.214   name=mysql
wordpress   1/1       Running   0          1d        10.1.226.67   9.111.254.214   <none>

从输出可以看到,wordpress和mysql的pod部署在了一台机器上面,实现了kubernetes.io/hostname上的亲和策略。

场景2.

集群中有个db容器服务(mysql),通过使用inter-pod anti-affinity使得数据库上层服务(wordpress)能够和db容器服务不在一台机器上。

延用上面的mysql的pod, 直接从wordpress的应用开始。

首先还是从yaml文件的准备开始:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: wordpress
spec:
  affinity:
    podAntiAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: name
            operator: In
            values:
            - mysql
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
  containers:
  - image: wordpress:4.7.3-apache
    name: wordpress
    env:
    - name: WORDPRESS_DB_HOST
      value: 10.1.226.66
    - name: WORDPRESS_DB_PASSWORD
      value: changeit
    ports:
    - containerPort: 80
      name: wordpress

下面开始创建:

root@hchenk8s1:~# kubectl create -f wordpress.yaml
pod "wordpress" created
root@hchenk8s1:~# kubectl get pods -owide --show-labels
NAME        READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE            LABELS
mysql       1/1       Running   0          1d        10.1.226.66   9.111.254.214   name=mysql
wordpress   1/1       Running   0          4m        10.1.36.207   9.111.254.213   <none>

从测试结果可以看到,pod分布在了不同的机器上面。

另外,kubernetes的taints和tolerations也是用来对pod进行调度的,这个会在下期进行介绍。

作者简介:陈晖,供职于西安IBM, 主要从事云计算方面工作,涉及Openstack, Mesos, kubernetes等开源项目,在资源管理 ,资源调度等方面有比较丰富的经验 。


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