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在 Kubernetes 中，污点（Taint） 和 容忍（Toleration） 是用于控制 Pod 调度到特定节点的重要机制。污点允许节点拒绝某些 Pod 的调度，而容忍则允许 Pod 忽略节点的污点，从而调度到特定节点上。
1. 污点（Taint）
1.1.污点的作用
污点是节点上的一个标记，用于限制哪些 Pod 可以调度到该节点。通常用于以下场景：
- 专用节点：某些节点专门用于运行特定类型的 Pod（如 GPU 节点）。
- 节点维护：标记节点为不可调度状态，以便进行维护。
- 故障隔离：将故障节点标记为不可调度，避免 Pod 调度到该节点。
1.2.污点的组成
每个污点由以下三部分组成：
- Key: 污点的键（必填）。
- Value: 污点的值（可选）。
- Effect: 污点的效果（必填），有以下三种：
NoSchedule: 禁止调度新的 Pod 到该节点（已运行的 Pod 不受影响）。PreferNoSchedule: 尽量不调度新的 Pod 到该节点（非强制）。NoExecute: 禁止调度新的 Pod 到该节点，并且驱逐已运行但不满足容忍的 Pod。
1.3.污点的配置
通过 kubectl taint 命令为节点添加污点。
查看帮助文档
[root@master ~]# kubectl taint --help
语法:
kubectl taint nodes <节点名称> <key>=<value>:<effect>
示例:
-
为节点
node-1添加一个污点带有值的，禁止调度新的 Pod：[root@master ~]# kubectl taint nodes node-1 dedicated=special:NoSchedule node/node-1 tainted[root@master ~]# kubectl describe node node-1 | grep Taint Taints: dedicated=special:NoSchedule -
为节点
node-2添加一个污点，尽量不调度新的 Pod：[root@master ~]# kubectl taint nodes node-2 gpu:PreferNoSchedule node/node-2 tainted [root@master ~]# kubectl describe node node-2 | grep Taint Taints: gpu:PreferNoSchedule -
为节点
node-3添加一个污点，禁止调度并驱逐不满足容忍的 Pod：[root@master ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES web-server-1-79776bf47-h9zvh 1/1 Running 0 20m 10.244.3.14 node-3 <none> <none>[root@master ~]# kubectl taint nodes node-3 maintenance=true:NoExecute node/node-3 tainted [root@master ~]# kubectl describe node node-3 | grep Taint Taints: maintenance=true:NoExecute [root@master ~]# kubectl get pod -o wide #node-3的pod已经被驱离，会被重新调度到其它节点
删除污点:
语法：
kubectl taint nodes <节点名称> <key>[:<effect>]-
示例:
删除节点 node-1与node-2 上的污点：
[root@master ~]# kubectl taint nodes node-1 dedicated-
node/node-1 untainted
[root@master ~]# kubectl describe node node-1 | grep Taint
Taints: <none>
[root@master ~]# kubectl taint nodes node-2 gpu-
node/node-2 untainted
[root@master ~]# kubectl describe node node-2 | grep Taint
Taints: <none>
2. 容忍（Toleration）
2.1.容忍的作用
容忍是 Pod 的一个属性，允许 Pod 调度到带有特定污点的节点上。通过容忍，Pod 可以忽略节点的污点限制。
2.2.容忍的配置
容忍可以在 Pod 的 YAML 文件中通过 tolerations 字段配置。
示例:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: my-pod
spec:containers:- name: nginximage: nginxtolerations:- key: "dedicated"operator: "Equal"value: "special"effect: "NoSchedule"
字段说明:
key: 污点的键。operator: 匹配操作符，可以是Equal（精确匹配）或Exists（存在即可）。value: 污点的值（当operator为Equal时必填）。effect: 污点的效果（如NoSchedule、NoExecute等）。
示例场景:
-
允许 Pod 调度到带有
dedicated=special:NoSchedule污点的节点：tolerations: - key: "dedicated"operator: "Equal"value: "special"effect: "NoSchedule" -
允许 Pod 调度到带有任意
gpu=true污点的节点：此时operator为Exists，可以不指定污点的值
tolerations: - key: "gpu"operator: "Exists"effect: "NoSchedule" -
允许 Pod 调度到带有任意
NoExecute污点的节点：tolerations: - operator: "Exists"effect: "NoExecute"
2.3. 污点与容忍的常见使用场景
场景 1：专用节点
-
为 GPU 节点添加污点：
[root@master ~]# kubectl taint nodes node-1 gpu=true:NoSchedule node/node-1 tainted -
在需要调度到 GPU 节点的 Pod 中添加容忍：
[root@master ~]# cat create_pod.yml apiVersion: v1 kind: Pod metadata:name: test-pod-1namespace: defaultlabels:app: nginx spec:containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80tolerations:- key: gpuoperator: Existseffect: NoSchedule[root@master ~]# kubectl apply -f create_pod.yml pod/test-pod-1 created [root@master ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES test-pod-1 1/1 Running 0 5s 10.244.2.85 node-1 <none> <none>
场景 2：节点维护
-
为维护节点添加污点：
[root@master ~]# kubectl taint nodes node-2 maintenance=true:NoExecute node/node-2 tainted -
在需要继续运行的 Pod 中添加容忍：
需要注意:对已经运行在该节点的pod将会被驱离，自动调度到其他节点，除非在创建的时候提前指定容忍该污点的作用。
[root@master ~]# cat create_pod.yml apiVersion: v1 kind: Pod metadata:name: test-pod-1namespace: defaultlabels:app: nginx spec:containers:- name: nginximage: nginximagePullPolicy: IfNotPresentports:- containerPort: 80tolerations:- key: maintenanceoperator: Equalvalue: "true"effect: NoExecute[root@master ~]# kubectl apply -f create_pod.yml pod/test-pod-1 created [root@master ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES test-pod-1 1/1 Running 0 5s 10.244.1.135 node-2 <none> <none>
场景 3：故障隔离
-
为故障节点添加污点：
kubectl taint nodes node-2 failure=true:NoExecute -
在需要继续运行的 Pod 中添加容忍：
tolerations: - key: "failure"operator: "Equal"value: "true"effect: "NoExecute"
3. 总结
- 污点：用于限制 Pod 调度到特定节点。
- 容忍：允许 Pod 忽略节点的污点，调度到特定节点。
- 通过污点和容忍，可以实现节点的专用化、维护和故障隔离等场景。
通过合理使用污点和容忍，可以更灵活地控制 Kubernetes 集群中 Pod 的调度行为，提升集群的稳定性和资源利用率。
4.污点的优先级
4.1. 污点的效果与 nodeName与nodeSelector 的关系
情况 1：污点效果为 NoSchedule
- 如果节点上有
NoSchedule污点，而 Pod 没有配置相应的容忍：- 即使 Pod 使用了
nodeName指定了该节点，Pod 仍然不会被调度到该节点。 - Kubernetes 会忽略
nodeName的指定，因为污点的优先级更高。
- 即使 Pod 使用了
情况 2：污点效果为 NoExecute
- 如果节点上有
NoExecute污点，而 Pod 没有配置相应的容忍：- 如果 Pod 已经运行在该节点上，它会被驱逐。
- 如果 Pod 尚未调度到该节点，即使使用了
nodeName，Pod 也不会被调度到该节点。
情况 3：Pod 配置了容忍
- 如果 Pod 配置了与节点污点匹配的容忍：
- 无论污点的效果是
NoSchedule还是NoExecute，Pod 都可以正常调度到该节点。 nodeName的指定会生效，Pod 会被调度到指定的节点。
- 无论污点的效果是
4.2.总结
- 污点的优先级高于
nodeName与nodeSelector：即使 Pod 使用了nodeName或者nodeSelector指定节点，污点仍然会生效。 - 污点的效果决定行为：
NoSchedule：阻止 Pod 调度到该节点。NoExecute：驱逐已运行的 Pod 或阻止新 Pod 调度。
- 容忍的作用：如果 Pod 配置了与污点匹配的容忍，则可以忽略污点的限制，正常调度到指定节点。
因此，在使用 nodeName或者nodeSelector 时，需要确保 Pod 配置了与节点污点匹配的容忍，否则 Pod 可能无法调度到指定节点。