【kubernetes】关于k8s集群的污点和容忍，以及k8s集群的故障排查思路

一、污点

关于污点的增删改查

验证污点的作用------NoExecute

[编辑验证污点的作用------NoSchedule](#编辑验证污点的作用——NoSchedule)

验证污点的作用------PreferNoSchedule

二、容忍

[三、关于cordon 和 drain](#三、关于cordon 和 drain)

一、污点

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。

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。

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。

污点的组成格式如下：
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。

当前 taint effect 支持如下三个选项：
●NoSchedule：表示 k8s 将不会将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
●PreferNoSchedule：表示 k8s 将尽量避免将 Pod 调度到具有该污点的 Node 上
●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

关于污点的增删改查

kubectl taint node node01 键名=键值:NoSchedule
//增加污点

kubectl taint node node01 键名=键值:NoSchedule-
kubectl taint node node01 键名-
//删除

kubectl describe nodes node01|grep -A5 -i taint
//查看

验证污点的作用------NoExecute

验证污点的作用------NoSchedule

验证污点的作用------PreferNoSchedule

二、容忍

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。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp01
  labels:
    app: myapp01
spec:
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: soscscs/myapp:v1
  tolerations:
  - key: "check"
    operator: "Equal"
    value: "no"
    effect: "NoExecute"
    tolerationSeconds: 3600

#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 Node 上继续保留运行的时间

//其它注意事项
（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 node Master-Name node-role.kubernetes.io/master=:PreferNoSchedule

//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 node 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 node 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 node node01 check=mycheck:NoExecute-

三、关于cordon 和 drain

##对节点执行维护操作：
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

cordon

drain

//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
kubectl drain <NODE_NAME> --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data --force

--ignore-daemonsets：无视 DaemonSet 管理下的 Pod。
--delete-emptydir-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。

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

四、Pod启动阶段

第一步：controller manager管理的控制器创建pod副本

第二步：scheduler调度器根据调度算法选择最合适的node节点调度pod

第三步：kubelet拉取镜像

第四步：kubelet挂载存储卷

第五步：kubelet创建并运行容器

第六步：kubelet根据容器探针的探测结果设置Pod状态

五、关于pod的五种状态

Pending：Pod已经创建，但是Pod还处于包括未完成调度到node节点或者还处于在拉取镜像的过程中、存储卷挂载失败的情况

Running：Pod所有容器已被创建，且至少有一个容器正在运行

Succeeded：Pod所有容器都已经成功退出，且不再重启。（Completed）

Failed：Pod所有容器都已经退出，且至少有一个容器是异常退出的。（Error）

Unknown：master节点的controller manager无法获取到Pod的状态信息，通常是因为master节点的apiserver与Pod所在node节点的kubelet通信失联导致的（比如node节点宕机或kubelet进程故障）
总结：Pod遵循预定于的生命周期，起始于Pend阶段，如果至少有一个容器正常运行，则进Running阶段，之后取决于Pod是否有容器以失败状态退出而进入Succeeded或Failed阶段。

六、k8s常见的排障手段

针对组件故障

kubectl get nodes                               查看node节点运行状态
kubectl describe nodes <node节点名称>           查看node节点的详细信息和资源描述
kubectl get cs                                  查看master组件的健康状态
kubectl cluster-info                            查看集群信息

journalctl -u -f kubelet                        跟踪查看kubelet进程日志

针对pod故障

kubectl get pods -o wide                          查看Pod的运行状态和就绪状态
kubectl describe <pods|其它资源类型> <资源名称>   查看资源的详细信息和事件描述，主要是针对处于Pending状态的故障
kubectl logs <Pod资源名称> -c <容器名称> -f -p    查看Pod容器的主进程日志，主要是针对进入Running状态后的故障，比如Failed异常问题
kubectl exec -it <Pod资源名称> -c <容器名称> sh|bash   进入Pod容器查看容器内部相关的状态信息，比如进程、端口、文件、流量等状态信息
kubectl debug -it <Pod资源名称> --image=<临时工具容器的镜像名> --target=<目标容器>    在Pod中创建临时工具容器进入目标容器进行调试，主要针对没有调试工具的容器使用
nsenter -n --target <容器ID>                   在Pod容器宿主机使用nsenter转换网络namespace，直接在宿主机进入目标容器的网络命名空间进行抓包等调试工作

针对网络故障

kubectl get svc                                查看service资源的clusterIP、port、nodePort等信息
kubectl describe svc <svc资源名称>             查看service资源的标签选择器、endpoints端点等信息
kubectl get pods --show-lables                 查看Pod的标签