在CSDN学Golang云原生(Kubernetes集群管理)

一,Node的隔离与恢复

在 Kubernetes 集群中,Node 的隔离与恢复通常可以通过以下方式实现:

  1. 使用 Taints 和 Tolerations 实现隔离

Taints 和 Tolerations 是 Kubernetes 中用于节点调度的机制。通过给节点添加 taints(污点),可以让节点拒绝某些特定的 Pod 调度。而对于需要运行在这些节点上的 Pod,我们需要在 Pod 的定义中设置 tolerations(容忍度)来允许它们被调度到这些污点节点上。

例如,我们可以使用以下命令将一个污点添加到 Node 上:

kubectl taint nodes <node-name> key=value:taint-effect

其中 keyvalue 用于指定污点的名称和值,taint-effect 用于指定污点对应的效果,包括 NoSchedulePreferNoScheduleNoExecute

然后,在定义 Pod 时,我们需要为它设置 tolerations:

tolerations:
- key: "key"
  operator: "Equal"
  value: "value"
  effect: "NoSchedule"

这样就可以让这个 Pod 能够被调度到带有相应污点的节点上了。

  1. 使用 Node Selector 实现隔离

另一种实现隔离的方式是使用 Node Selector。Node Selector 允许你根据标签选择要运行 Pod 的节点。如果某个节点没有符合条件的标签,那么就不会被选中来运行 Pod。

例如,我们可以使用以下命令为一个节点添加标签:

kubectl label nodes <node-name> key=value

然后,在定义 Pod 时,我们需要为它设置 Node Selector:

nodeSelector:
  key: value

这样就可以让这个 Pod 只能被调度到带有相应标签的节点上了。

  1. 使用 DaemonSet 实现恢复

在 Kubernetes 中,DaemonSet 是用于在每个节点上运行一个副本的控制器。通过使用 DaemonSet,我们可以确保每个节点都运行了某个特定的 Pod 副本。

如果某个节点出现故障或者被移除了,Kubernetes 会自动将该节点上对应的 Pod 删除,并在其他可用节点上重新创建一个新的 Pod 副本。这样就可以实现对 Node 的快速恢复。

在 Kubernetes 集群中实现 Node 的隔离和恢复通常需要结合多种技术手段进行综合应用。

二,Node的扩容

在 Kubernetes 集群中,可以通过以下步骤实现 Node 的扩容:

  1. 准备新的节点

首先,需要准备一个或多个新的节点用于扩容。这些节点可以是物理机器、虚拟机或者云主机等。

  1. 安装 Kubernetes 软件

在新的节点上安装和配置 Kubernetes 软件。具体来说,需要安装 kubelet、kube-proxy 和 container runtime 等组件,并确保它们能够正常运行。

  1. 加入集群

将新的节点加入到 Kubernetes 集群中。这可以通过执行以下命令实现:

kubeadm join <master-ip>:<master-port> --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

其中 <master-ip><master-port> 分别为 Kubernetes 主节点的 IP 地址和端口号;<token> 为加入集群所需的令牌;<hash> 为 CA 证书哈希值。这些信息可以通过在主节点上执行 kubeadm token createkubeadm token create --print-join-command 命令获取。

  1. 验证加入状态

检查新的节点是否已经成功加入到集群中。可以使用以下命令列出当前所有的节点:

kubectl get nodes

如果一切顺利,应该能够看到新增加的节点已经出现在列表中。

  1. 手动调度 Pod

如果希望将某些特定的 Pod 调度到新的节点上,可以使用 Node Selector 或 Taints 和 Tolerations 等技术手段来实现。例如,我们可以为新的节点设置标签,然后在 Pod 定义中指定相应的 Node Selector,或者在新的节点上添加污点,并在需要运行该 Pod 的节点上设置 tolerations。

  1. 自动调度 Pod

最后,如果希望 Kubernetes 能够自动将一些未调度的 Pod 调度到新的节点上,可以考虑扩容集群中的其他组件,如 Deployment、StatefulSet 等控制器。这些控制器会自动创建和管理多个副本,并确保它们均匀地分布在不同的节点上。

在 Kubernetes 集群中进行 Node 的扩容通常需要结合多种技术手段进行综合应用

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三,Namespace与Context集群环境共享与隔离

Kubernetes 中的 Namespace 和 Context 都是用于实现多租户和多集群环境下资源共享和隔离的关键组件。

Namespace 是 Kubernetes 中用于将一个物理集群划分为多个虚拟集群的机制。通过在不同的 Namespace 中创建和管理 Pod、Service、ReplicationController 等资源对象,可以有效地隔离不同应用或用户之间的资源使用,并提供更细粒度的权限控制。例如,可以为每个团队或部门创建一个独立的 Namespace,并将相应的应用部署到该 Namespace 中。

Context 则是 Kubernetes CLI 工具中用于管理多个 Kubernetes 集群配置信息的机制。通过定义不同的 Context,可以轻松地在不同的 Kubernetes 集群之间进行切换,并且保持相应配置信息(如 API Server 地址、认证信息等)隔离和安全。例如,可以定义两个 Context 分别指向生产环境和测试环境中运行的 Kubernetes 集群,并使用 kubectl config use-context 命令来快速切换。

同时,Namespace 和 Context 也可以结合起来使用,以实现更加复杂的场景下资源共享和隔离。例如,在一个大型企业内部,可能需要同时管理数十个 Kubernetes 集群,并且需要为每个项目或部门创建独立的 Namespace 来实现资源隔离。此时,可以为每个 Kubernetes 集群配置一个独立的 Context,并将相应的 Namespace 对象映射到该 Context 中,从而实现 Namespace 和 Context 的双重隔离和共享。

需要注意的是,在使用 Namespace 和 Context 时,必须确保正确地配置 RBAC(基于角色的访问控制)策略,以限制用户或服务账户对资源对象的访问权限。另外,在多集群环境下还需要考虑网络互通、数据同步等问题,这些都需要根据具体情况进行详细设计和实现。

四,基于节点资源的pod驱逐机制

在 Kubernetes 中,当节点资源(如 CPU、内存等)不足时,会触发 Pod 驱逐机制,即根据一定的策略将某些 Pod 从当前节点中驱逐出去,以释放资源供其他 Pod 使用。Pod 驱逐机制是 Kubernetes 自我保护机制的一部分,旨在避免因资源耗尽导致整个集群崩溃。

Kubernetes 支持多种 Pod 驱逐策略,其中最常用的是基于优先级的策略。具体来说,在每个 Node 上都有一个叫做 kubelet-eviction-manager 的守护进程负责监控该 Node 上所有运行中的 Pod,并根据配置的优先级和条件来判断哪些 Pod 应该被驱逐。

在进行基于优先级的驱逐时,kubelet-eviction-manager 会根据下列原则进行判断:

  1. 优先保留有高优先级别需求的 Pod。
  2. 当同一 Namespace 下存在多个可被替代的 Pod 时,则保留"最少就绪时间"较长的那个。
  3. 如果没有可被替代的低优先级别 Pod,则考虑删除已经执行完成但未被标记为不可删除(非必要性)或者未设置 deadline 的低优先级别 Pod。
  4. 如果仍然无法满足需求,则依次判断同一 Node 上的其他 Pod,直到满足条件或者所有 Pod 都被判断过为止。

需要注意的是,Pod 的优先级别、资源限制和 QoS 等因素都会影响驱逐机制的决策结果。因此,在进行 Pod 调度和管理时,必须合理设置这些参数,并确保在出现资源不足时能够正确地进行 Pod 驱逐。同时,还应该定期监控集群中的资源使用情况,并及时采取措施以避免出现资源耗尽等问题。

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