在前幾篇之中，我們簡介了k3s + Deployment的相關方案，相信各位應該都有練習了(測試有問題跟我們說啊！)，在Pod派送之中，我們前幾天都只對後端服務進行存取與副本機制的取用，而如何設定該Pod所需要的硬體資源，並為Pod設計指定的派送節點，在kubernetes之中有提及，其使用Node Selector、Node Affinity(Hard/Soft)等方案，而在k3s之中，印為他的架構follow在kubernetes之上，所以我們也同樣來進行一下測(折)試(疼)，並測試Node label節點標註功能是否可以運行在k3s之上，了解一下載節點選擇的方案之上，k3s與kubernetes是否養相異之處。

Node Selector

Node Selector 方案為直接選擇 Node Label的功能(暴力解法)，直接尋找叢集內部的所有節點，查詢是否出現所需要的節點標籤，這邊會先教學一下如何建立節點標籤，並嘗試使用Node Selector方案協助Pod派送到指定的節點之上。

可用節點確認

• 功能指令

k3s kubectl get node -o wide

• 執行結果(示意圖)
  

節點標籤設計

• 功能指令

k3s kubectl label node ${node-name} ${key=value}

• 執行結果(示意圖)
  

節點標籤顯示

• 功能指令

k3s kubectl get node --show-labels

• 執行結果
  

派送成功案例

• 節點標籤存在，測試是否能夠中介Pod派送

描述檔案設計

• 服務描述檔案內容

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-node-selector
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
  nodeSelector:
    network: 100m

• 執行結果 (示意圖)
  

服務派送與狀態檢視

• 派送指令

k3s kubectl create -f ${node-affinity-file}

• 檢視指令

k3s kubectl get pod -o wide

• 執行結果(示意圖)
  

服務派送流程分析

• 執行指令

k3s kubectl describe pod -o wide

• 執行結果(示意圖)
  

派送失敗案例

• 設計 一個 Pod，且他的相依Node 參考標籤不存在，分析 Node Selector 功能。

描述檔案設計

• 服務描述檔案內容

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-node-selector
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:latest
  nodeSelector:
    network: 1000m

• 執行結果 (示意圖)
  

服務派送與狀態檢視

• 派送指令

k3s kubectl create -f ${node-affinity-file}

• 檢視指令

k3s kubectl get pod -o wide

• 執行結果(示意圖)
  

服務派送流程分析

• 執行指令

k3s kubectl describe pod -o wide

• 執行結果(示意圖)
  

Node Affinity

Hard Mode

Hard Mode 以必要性節點為出發，對於特定硬體資源的節點標籤為規劃(如：需要Nvidia的顯卡)，當Pod內服務只支援某一特定硬體環境時使用，而當Node無法達成該項條件時則會暫停Pod的派送，以較為強制需求性的硬體資源為標籤參考方案，因此稱為Hard Mode。

可用節點確認

• 功能指令

k3s kubectl get node -o wide

• 執行結果(示意圖)
  

節點標籤設計

• 功能指令

k3s kubectl label node ${node-name} ${key=value}

• 執行結果(示意圖)
  

節點標籤顯示

• 功能指令

k3s kubectl get node --show-labels

• 執行結果
  

派送成功

描述檔案設計

• 描述檔案設計內容

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: grafana-node-hdd
  labels:
    app: grafana
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: disktype
            operator: In
            values:
            - ssd
  containers:
  - name: grafana
    image: grafana/grafana

• 執行結果
  

服務派送與狀態檢視

• 派送指令

k3s kubectl create -f ${node-affinity-file}

• 檢視指令

k3s kubectl get pod -o wide

• 執行結果
  

服務派送流程分析

• 功能指令

k3s kubectl describe pod

• 執行結果
  

派送失敗

• 設計 一個 Pod，且他的相依Node 參考標籤不存在，分析 Node Affinity Hard Mode 功能，並分析其是否可支援Scheduler中介Pod調度的功能。

描述檔案設計

• 功能指令

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: grafana-node-hdd
  labels:
    app: grafana
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: disktype
            operator: In
            values:
            - sshd
  containers:
  - name: grafana
    image: grafana/grafana

• 執行結果
  

服務派送與狀態檢視

• 派送指令

k3s kubectl create -f ${node-affinity-file}

• 檢視指令

k3s kubectl get pod -o wide

• 執行結果
  

服務派送流程分析

• 功能指令

k3s kubectl describe pod

• 執行結果
  

Soft Mode

Soft Mode 是以參考相關Node Label，通常是以非必要硬體基礎節點標籤為規劃，或是以不影響功能的節點標籤為基準，並以加權(加分)方式進行節點選擇，其不同於Hard Mode直接阻擋派送，而是當節點標籤不存在或是不匹配時，將Pod派送到其他可用的節點之上。

可用節點確認

• 功能指令

k3s kubectl get node -o wide

• 執行結果(示意圖)
  

節點標籤設計

• 功能指令

k3s kubectl label node ${node-name} ${key=value}

• 執行結果 (示意圖)
  

節點標籤顯示

• 功能指令

k3s kubectl get node --show-labels

• 執行結果 (示意圖)
  

可匹配對應節點派送

• 測試在 Pod Label存在時，透過Node Affinity Soft Mode協助k3s對於Node進行權重加權(加分)，再中介Scheduler指定需派送的目標節點(Target Node)。

描述檔案設計

• 描述檔案設計內容

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: grafana-node-12.04
  labels:
    app: grafana
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: os.version
            operator: In
            values:
            - "12.04"
  containers:
  - name: grafana
    image: grafana/grafana

• 執行結果
  

服務派送與狀態檢視

• 派送指令

k3s kubectl create -f ${node-affinity-file}

• 檢視指令

k3s kubectl get pod -o wide

• 執行結果
  

服務派送流程分析

• 功能指令

k3s kubectl describe pod

• 執行結果
  

可用節點選擇派送

• 驗證在Soft Mode之下，Pod 找不到 Node Label時，將會選擇一個使用率較低的可用節點，而不是像Hard Mode的狀態設計，直接在 Scheduler上進行派送阻擋。

描述檔案設計

• 描述檔案設計內容

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: grafana-node-12.04
  labels:
    app: grafana
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: os.version
            operator: In
            values:
            - "16.04"
  containers:
  - name: grafana
    image: grafana/grafana

• 執行結果
  

服務派送與狀態檢視

• 派送指令

k3s kubectl create -f ${node-affinity-file}

• 檢視指令

k3s kubectl get pod -o wide

• 執行結果
  

服務派送流程分析

• 功能指令

k3s kubectl describe pod

• 執行結果
  

本篇介紹了Node Affinity的相關功能，下篇我們將介紹Pod Affinity的功能。