Kubernetes 调度机制：亲和性、污点与容忍全解析
在 Kubernetes 的调度机制中，有三个重要概念：节点亲和性、污点 和 **容忍 **。它们是 Kubernetes 调度的核心，决定了 Pod 是如何被调度到具体节点的。理解这三者之间的关系，可以帮助我们更精确地控制集群中的 Pod 调度。
1. 节点亲和性
什么是节点亲和性？
简单来说，节点亲和性就是让 Pod 主动选择节点 的机制。通过设置亲和性规则，你可以让 Pod 更倾向于调度到某些符合条件的节点。
适用场景：
- 需要特定硬件支持的任务，比如数据库 Pod 只想运行在带 SSD 存储的节点上。
- 性能要求高的业务，比如某些关键业务 Pod 只想跑在高性能节点上。
示例：
假设你想把某个业务 Pod 只调度到类型为 “high-performance” 的节点上，可以这么做：
nodeAffinity:requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:nodeSelectorTerms:- matchExpressions:- key: "node-type"operator: Invalues:- high-performance
2. 污点 (Taint)
什么是污点？
污点是节点主动设置的条件，表示 节点不愿意接受 Pod。你可以给节点加上污点，防止其他 Pod 被调度到这个节点上。
适用场景：
- GPU 节点通常只给 AI 训练任务使用，其他普通 Pod 需要被拒绝调度到这些节点。
- 节点出现故障时，可以通过污点避免新 Pod 调度到这个节点。
示例：
在 GPU 节点上设置污点，防止普通 Pod 调度到该节点：
kubectl taint nodes gpu-node type=gpu:NoSchedule
3. 容忍 (Toleration)
什么是容忍？
容忍就是 Pod 声明“我能忍受污点” 的机制。被污点标记的节点，不是所有的 Pod 都会被拒绝，只有那些声明了“容忍”这个污点的 Pod，才能顺利调度到这些节点上。
适用场景：
- 如果某个 Pod 想调度到 GPU 节点，必须声明容忍 GPU 的污点。
- 即便是有故障的节点，只要某个 Pod 有容忍该节点的污点，它仍然可以在该节点运行。
示例：
如果 Pod 要调度到被污点标记的 GPU 节点，它需要添加以下容忍设置：
tolerations:- key: "type"operator: "Equal"value: "gpu"effect: "NoSchedule"
Kubernetes 调度机制总结
| 机制 | 定义主体 | 控制方向 | 结果 |
|---|---|---|---|
| 节点亲和性 (Node Affinity) | Pod | 主动选择节点 | 优先调度到符合条件的节点 |
| 污点 (Taint) | 节点 | 主动拒绝 Pod | 被污点标记的节点不接受 Pod |
| 容忍 (Toleration) | Pod | 主动声明“我能忍” | 只有带有容忍设置的 Pod 才能绕过污点 |
总结
Kubernetes 的调度机制可以用 “亲和性 + 污点 + 容忍” 三个词来概括：
- 亲和性：Pod 主动选择节点
- 污点：节点主动拒绝 Pod
- 容忍：Pod 声明“我能忍受这个污点”
这三者结合起来，就能灵活地控制 Pod 的调度方式，解决了 Kubernetes 中 Pod 调度的“正向匹配 + 反向隔离”问题。