【云原生】Kubernetes 指定节点部署 Pod

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文章目录

前言
一、指定节点的几种方法
二、nodeName
- [2.1 写法](#2.1 写法)
- [2.2 实现](#2.2 实现)
- - [2.2.1 编辑 deployment 配置文件](#2.2.1 编辑 deployment 配置文件)
  - [2.2.2 运行创建pod进行测试](#2.2.2 运行创建pod进行测试)
  - [2.2.3 验证](#2.2.3 验证)
三、nodeSelector
- [3.1 写法](#3.1 写法)
- [3.2 支持的标签类型](#3.2 支持的标签类型)
- [3.3 实例](#3.3 实例)
- - [3.3.1 根据主机名标签来指定节点](#3.3.1 根据主机名标签来指定节点)
  - [3.3.2 根据自定义标签来指定节点](#3.3.2 根据自定义标签来指定节点)
四、总结

前言

在 Kubernetes 集群中，Pod 的调度默认是根据一定的规则自动分配到各个节点上。然而，在一些特定的业务场景下，我们可能需要将 Pod 部署到指定的节点上，以满足特定的资源需求或部署策略。本文将介绍如何绑定pod到指定的节点上部署及使用方法；

一、指定节点的几种方法

方法名称	原理	适用场景	注意事项
nodeName	直接在 Pod 配置中指定节点名称，Pod 将被调度到该节点上。	- 单节点部署 - 快速测试	- 只能指定一个节点 - 节点不存在时 Pod 无法启动
nodeSelector	通过节点的标签选择目标节点，Pod 将被调度到匹配标签的节点上。	- 多节点部署 - 根据节点特性（如主机、自定义标签）部署	- 标签必须预先添加到节点上 - 无匹配节点时 Pod 等待调度

方法说明

nodeName ：最简单直接的方法，但灵活性较差，硬亲和，在使用节点隔离时不受影响。
nodeSelector ：可通过标签选择节点，适用于多节点部署，软亲和，在使用节点隔离时会受影响。

根据实际需求选择合适的方法，可以灵活地实现 Pod 的调度策略。

二、nodeName

2.1 写法

yaml 复制代码

nodeName: k8s-node2

需在部署的yaml文件中，containers上面，spec下面添加指定节点名称；

需注意格式，yaml对格式较严格；

2.2 实现

2.2.1 编辑 deployment 配置文件

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  namespace: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      # 指定运行的节点
      nodeName: k8s-node2
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.24.0
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:         
          requests:
            cpu: "100m"
            memory: "128Mi"
          limits:
            cpu: "500m"
            memory: "256Mi"

2.2.2 运行创建pod进行测试

bash 复制代码

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

2.2.3 验证

bash 复制代码

kubectl get pods -n nginx -o wide

可以看到nginx服务已经在k8s-node2上启动了，证明成功了；

三、nodeSelector

nodeSelector与 nodeName 不同，nodeSelector 是通过节点的标签（label）来选择目标节点的。这种方法更加灵活，可以将 Pod 部署到具有特定标签的单个或多个节点上。

3.1 写法

根据主机名标签来指定节点

yaml 复制代码

nodeSelector:
  kubernetes.io/hostname: k8s-node1

根据自定义标签来指定节点

自定义标签需先手动加入labels。

yaml 复制代码

nodeSelector:
  type: nginx-cluster

需在部署的yaml文件中，containers上面，spec下面添加指定节点名称；

需注意格式，yaml对格式较严格；

3.2 支持的标签类型

自定义标签：可以根据自己需求为任意节点添加任意的自定义标签。
- 示例：custom-label: custom-value
内置标签：Kubernetes 自带了一些内置的标签，这些标签通常用于描述节点的属性。
- kubernetes.io/hostname ：节点的主机名（最常用）。
- kubernetes.io/os ：节点的操作系统类型（如 linux 或 windows）。
- kubernetes.io/arch ：节点的架构类型（如 amd64 或 arm64）。
- topology.kubernetes.io/region：节点所在的区域。
- topology.kubernetes.io/zone：节点所在的可用区。
- node.kubernetes.io/instance-type：节点的实例类型（如云服务提供商的实例类型）。
其他常见标签：
- disktype ：节点的磁盘类型（如 ssd 或 hdd）。
- environment ：节点的环境类型（如 production 或 staging）。
- role ：节点的角色（如 worker 或 master）。

注意事项

1、标签必须预先存在 ：在使用 nodeSelector 之前，必须确保目标节点上已经添加了相应的标签。否则，Pod 无法被调度到任何节点上。

2、标签的唯一性 ：虽然 nodeSelector 允许使用多个键值对，但每个键只能有一个值。如果需要更复杂的匹配逻辑，可以使用 nodeAffinity。

3、兼容性：确保标签的键和值符合 Kubernetes 的标签规范（如长度限制、字符限制等）。

查看标签是否存在，可使用如下命令查看：

bash 复制代码

# 二选一即可
kubectl describe nodes k8s-node1 | grep -iA10 labels
kubectl get nodes k8s-node2 --show-labels

3.3 实例

3.3.1 根据主机名标签来指定节点

为了和上面的演示区分，这里我改成k8s-node1节点；

编辑 deployment 配置文件

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  namespace: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      # 指定运行的节点
      nodeSelector:
         kubernetes.io/hostname: k8s-node1
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.24.0
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:         
          requests:
            cpu: "100m"
            memory: "128Mi"
          limits:
            cpu: "500m"
            memory: "256Mi"

运行创建pod进行测试

bash 复制代码

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

验证

bash 复制代码

kubectl get pods -n nginx -o wide

可以看到nginx服务已经在k8s-node1上启动了，证明成功了；

3.3.2 根据自定义标签来指定节点

首先，我们需要对想部署的节点打个标签（例如，k8s-node1、k8s-node2节点）

bash 复制代码

kubectl label nodes k8s-node1 k8s-node2 type=nginx-cluster

确认标签是否生效

bash 复制代码

# 查看node1、node2节点是否多了一个type类型的标签
kubectl get nodes --show-labels
# 或者查询有type=nginx-cluster标签的节点
kubectl get nodes -l type=nginx-cluster

成功生效之后，开始修改配置文件

开3个副本，方便观察pod的节点指向

使用自定义标签来指定节点

bash 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  namespace: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  # 副本数可以多开几个
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      # 根据type=nginx-cluster标签来自定义随机节点
      nodeSelector:
         type: nginx-cluster
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.24.0
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:         
          requests:
            cpu: "100m"
            memory: "128Mi"
          limits:
            cpu: "500m"
            memory: "256Mi"

运行创建pod进行测试

bash 复制代码

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

验证

bash 复制代码

kubectl get pods -n nginx -o wide

这样根据自定义标签（多台node），就会随机到任意一台节点上；

四、总结

在 Kubernetes 中，根据实际需求选择合适的 Pod 调度方法非常重要。nodeName 方法简单直接，适用于将 Pod 部署到单个指定节点的场景；而 nodeSelector 方法则更加灵活，可以通过标签匹配将 Pod 部署到多个符合条件的节点上。在实际使用中，可以根据业务需求和集群的配置情况，选择最适合的方法来实现 Pod 的指定节点部署。