设置工作负载亲和/反亲和调度

通过控制台配置负载亲和/反亲和调度策略

1. 在创建工作负载时，在“高级设置”中找到“调度策略”。创建工作负载的步骤详情请参见创建工作负载。
2. 选择负载亲和调度的策略类型。
   • 不配置：不设置负载亲和策略。
   • 优先多可用区部署：该策略通过Pod自身反亲和实现，并以可用区作为拓扑域，可优先将工作负载的Pod调度到不同可用区的节点上。
   • 强制多可用区部署：该策略通过Pod自身反亲和实现，并以可用区作为拓扑域，可强制将工作负载的Pod调度到不同可用区的节点上。使用该调度策略时，如果节点数小于实例数或节点资源不足，Pod将无法全部运行。
   • 自定义亲和策略：根据Pod标签实现灵活的调度策略，支持的调度策略类型请参见表1。选择合适的策略类型后，单击添加调度策略，参数详情请参见表2。

     表1 负载亲和策略类型

     策略	规则类型	说明
     工作负载亲和性	必须满足	即硬约束，设置必须满足的条件，对应YAML定义中的requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution字段。 通过标签筛选需要亲和的Pod，如果满足筛选条件的Pod已经运行在拓扑域中的某个节点上，调度器会将本次创建的Pod强制调度到该拓扑域。 说明： 添加多条亲和性规则时，即设置多个标签筛选需要亲和的Pod，则本次创建的Pod必须要同时亲和所有满足标签筛选的Pod，即所有满足标签筛选的Pod要处于同一拓扑域中才可以调度。
     	尽量满足	即软约束，设置尽量满足的条件，对应YAML定义中的preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution字段。 通过标签筛选需要亲和的Pod，如果满足筛选条件的Pod已经运行在拓扑域中的某个节点上，调度器会将本次创建的Pod优先调度到该拓扑域。 说明： 添加多条亲和性规则时，即设置多个标签筛选需要亲和的Pod，则本次创建的Pod会尽量同时亲和多个满足标签筛选的Pod。但即使所有Pod都不满足标签筛选条件，也会选择一个拓扑域进行调度。
     工作负载反亲和性	必须满足	即硬约束，设置必须满足的条件，对应YAML定义中的requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution字段。 通过标签筛选需要反亲和的一个或多个Pod，如果满足筛选条件的Pod已经运行在拓扑域中的某个节点上，调度器不会将本次创建的Pod调度到该拓扑域。 说明： 添加多条反亲和性规则时，即设置多个标签筛选需要反亲和的Pod，则本次创建的Pod必须要同时反亲和所有满足标签筛选的Pod，即所有满足标签筛选的Pod所处的拓扑域都不会被调度。
     	尽量满足	即软约束，设置尽量满足的条件，对应YAML定义中的preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution字段。 通过标签筛选需要反亲和的一个或多个Pod，如果满足筛选条件的Pod已经运行在拓扑域中的某个节点上，调度器会将本次创建的Pod优先调度到其他拓扑域。 说明： 添加多条反亲和性规则时，即设置多个标签筛选需要反亲和的Pod，则本次创建的Pod会尽量同时反亲和多个满足标签筛选的Pod。但即使每个拓扑域都存在需要反亲和的Pod，也会选择一个拓扑域进行调度。

     表2 负载亲和/反亲和调度策略设置参数说明

     参数名	参数描述
     权重	仅支持在“尽量满足”策略中添加。权重的取值范围为1-100，调度器在进行调度时会将该权重视为一个附加的评分项，并将其与节点的其他优先级函数评分相加。最终，调度器会将Pod调度到总分最大的节点上。
     命名空间	指定调度策略生效的命名空间。
     拓扑域	拓扑域（topologyKey）通过节点的标签和标签值先圈定调度的节点范围，然后再通过标签名、操作符、标签值确定亲和/反亲和的对象，最后根据目标对象所处的拓扑域进行调度。 如果标签指定为kubernetes.io/hostname，此时标签值为节点名称，则将不同名称的节点划分为不同的拓扑域，由于节点名称不可重复，此时一个拓扑域中仅包含一个节点，因此可以实现单个节点级别的负载亲和性调度。 如果指定标签为kubernetes.io/os，此时标签值为节点的操作系统类型，则将不同操作系统的节点划分为不同的拓扑域，此时一个拓扑域中可能包含多个节点，因此可以将多个节点作为一个整体进行负载亲和性调度。 例如，某个拓扑域中的一个节点上运行着满足负载亲和性规则的Pod，则该拓扑域中的节点均可以被调度。
     标签名	设置工作负载亲和/反亲和性时，填写需要匹配的工作负载标签。 该标签可以使用系统默认的标签，也可以使用自定义标签。
     操作符	可以设置四种匹配关系（In、NotIn、Exists、DoesNotExist）。 In：亲和/反亲和对象的标签在标签值列表（values字段）中。 NotIn：亲和/反亲和对象的标签不在标签值列表（values字段）中。 Exists：亲和/反亲和对象存在指定标签名。 DoesNotExist：亲和/反亲和对象不存在指定标签名。
     标签值	设置工作负载亲和/反亲和性时，填写工作负载标签对应的标签值。

3. 调度策略添加完成后，单击“创建工作负载”。

通过YAML配置负载亲和/反亲和调度策略

• 工作负载亲和性

  Kubernetes支持Pod和Pod之间的亲和，例如将应用的前端和后端部署在一起，从而减少访问延迟。

  假设有个应用的后端已经创建，且带有app=backend的标签。您可以使用.spec.affinity.podAffinity字段来设置工作负载亲和性，将前端Pod（标签为app=frontend）和后端Pod（标签为app=backend）部署在一起。

  apiVersion: apps/v1
  kind: Deployment
  metadata:
    name: frontend
    labels:
      app: frontend
  spec:
    selector:
      matchLabels:
        app: frontend
    replicas: 3
    template:
      metadata:
        labels:
          app: frontend
      spec:
        containers:
        - image: nginx:alpine
          name: frontend
          resources:
            requests:
              cpu: 100m
              memory: 200Mi
            limits:
              cpu: 100m
              memory: 200Mi
        imagePullSecrets:
        - name: default-secret
        affinity:  # 设置调度策略
          podAffinity:  # 工作负载亲和性调度规则
            requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   # 表示必须满足的调度策略
            - topologyKey: prefer    # 根据节点标签划分拓扑域，示例中prefer为自定义标签
              labelSelector:  # 根据工作负载标签选择满足条件的工作负载
                matchExpressions: # 工作负载标签匹配规则
                - key: app # 工作负载标签的键为app
                  operator: In # 表示存在values列表中的值即满足规则
                  values: # 工作负载标签的值列表
                  - backend
            preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:    # 表示尽量满足的调度策略
            - weight: 100  # 使用尽量满足策略时可设置优先级，取值为1-100，数值越大优先级越高
              podAffinityTerm:  # 使用尽量满足策略时的亲和项
                topologyKey: topology.kubernetes.io/zone   # 根据节点标签划分拓扑域，以节点的可用区为粒度
                labelSelector:
                  matchExpressions:
                  - key: app
                    operator: In
                    values:
                    - backend

  上述示例中的工作负载调度时，必须满足规则会根据prefer标签划分节点拓扑域，如果当拓扑域中某个节点运行着后端Pod（标签为app=backend），即使该拓扑域中并非所有节点均运行了后端Pod，前端Pod（标签为app=frontend）同样会部署在此拓扑域中。而尽量满足规则根据topology.kubernetes.io/zone划分拓扑域，以节点的可用区为粒度进行调度，表示尽量将前后端部署至同一可用区的节点。

  

  对于工作负载亲和来说，使用requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution和preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution规则时， topologyKey字段不允许为空。

  topologyKey字段用于划分拓扑域，当节点上存在topologyKey字段指定的标签，且键、值均相同时，这些节点会被认为属于同一拓扑域，然后调度器会根据工作负载的标签选择需要调度的拓扑域。一个拓扑域中可能包含多个节点，当拓扑域中的一个节点上运行了满足标签选择规则的工作负载时，则该拓扑域中的节点均可以被调度。

  例如，当topologyKey的标签为topology.kubernetes.io/zone时，表示以节点的可用区作为拓扑域，工作负载在部署时会以可用区为粒度进行调度。

• 工作负载反亲和性

  在某些情况下，需要将Pod分开部署，例如Pod之间部署在一起会影响性能的情况。

  假设有个应用的前端已经创建，且带有app=frontend的标签。您可以使用.spec.affinity.podAntiAffinity字段来设置工作负载反亲和性，将各个Pod部署在不同的节点，且优先多可用区。

  apiVersion: apps/v1
  kind: Deployment
  metadata:
    name:   frontend
    labels:
      app:  frontend
  spec:
    selector:
      matchLabels:
        app: frontend
    replicas: 5
    template:
      metadata:
        labels:
          app:  frontend
      spec:
        containers:
        - image:  nginx:alpine
          name:  frontend
          resources:
            requests:
              cpu:  100m
              memory:  200Mi
            limits:
              cpu:  100m
              memory:  200Mi
        imagePullSecrets:
        - name: default-secret
        affinity:
          podAntiAffinity:  # 工作负载反亲和性调度规则
            requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:   # 表示必须满足的调度策略
            - topologyKey: kubernetes.io/hostname    # 根据节点标签划分拓扑域
              labelSelector:    # Pod标签匹配规则
                matchExpressions:  # 工作负载标签的键为app
                - key: app  # 工作负载标签的键为app
                  operator: In  # 表示存在values列表中的值即满足规则
                  values:  # 工作负载标签的值列表
                  - frontend
            preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:    # 表示尽量满足的调度策略
            - weight: 100  # 使用尽量满足策略时可设置优先级，取值为1-100，数值越大优先级越高
              podAffinityTerm:  # 使用尽量满足策略时的亲和项
                topologyKey: topology.kubernetes.io/zone   # 根据节点标签划分拓扑域
                labelSelector:
                  matchExpressions:
                  - key: app
                    operator: In
                    values:
                    - frontend

  以上示例中定义了反亲和规则，必须满足的规则表示根据kubernetes.io/hostname标签划分节点拓扑域。由于拥有kubernetes.io/hostname标签的节点中，每个节点的标签值均不同，因此一个拓扑域中只有一个节点。当一个拓扑域中（此处为一个节点）已经存在frontend标签的Pod时，该拓扑域不会被继续调度具有相同标签的Pod。而尽量满足规则根据topology.kubernetes.io/zone划分拓扑域，以节点的可用区为粒度进行调度，表示尽量将Pod分布至不同可用区的节点。

  

  对于工作负载反亲和来说，使用requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution规则时， Kubernetes默认的准入控制器 LimitPodHardAntiAffinityTopology要求topologyKey字段只能是kubernetes.io/hostname。如果您希望使用其他定制拓扑逻辑，可以更改或者禁用该准入控制器。