高可用以及高效能是分布式任務執行過程中的重要要求。在ACK叢集Pro版中,您可以通過Kubernetes原生調度語義實現分布式任務的跨可用性區域打散,以達到高可用性區域部署的要求,或者通過Kubernetes原生調度語義實現分布式任務在指定可用性區域中的親和性部署,以達到高效能部署的要求。
前提條件
已建立ACK叢集Pro版,且叢集版本為v1.20及以上。具體操作,請參見建立Kubernetes託管版叢集。
已確保ACK叢集Pro版中Kube Scheduler組件版本滿足以下要求。
ACK叢集Pro版版本
Kube Scheduler最低版本要求
1.28
1.28.3-aliyun-5.9
1.26
1.26.3-aliyun-5.9
1.24
1.24.6-aliyun-5.9
1.22
1.22.15-aliyun-5.9
低於1.22
說明為了實現ECI Pod可用性區域打散以及親和調度,請升級ACK叢集。
不支援
說明為實現ECI Pod可用性區域打散以及親和調度,請升級Kube Scheduler組件。相關操作,請參見kube-scheduler。
調度ECI Pod時,已在ECI Profile中配置當前期望調度的目標可用性區域vSwitch。具體操作,請參見配置eci-profile。
已確保Pod中帶有
nodeAffinity
、podAffinity
和topologySpreadConstraints
欄位或存在匹配的ResourcePolicy。說明若您希望Pod能夠調度到Arm架構的Virtual Node上,需要在Pod上添加對應汙點的汙點容忍欄位
tolerations
。已開啟叢集虛擬節點調度策略,且叢集版本、組件版本符合要求。
注意事項
調度ECI Pod時,目前僅支援設定
topologyKey
為topology.kubernetes.io/zone
。調度ECI Pod時,不支援通過Annotation的方式設定ECI Pod的vSwitch順序。當Pod聲明了vSwitch順序時,該功能將被自動禁用。
調度ECI Pod不支援與FastFailed模式同時使用。當Pod申明了FastFailed模式時,該功能將被自動禁用。
相關概念
關於打散部署以及親和部署的詳細說明,請參見官方文檔拓撲分布約束和將Pod指派給節點。相關術語說明,請參見NodeAffinity、PodAffinity、maxSkew。
實現ECI Pod可用性區域打散以及親和調度
下文將在v1.22版本的ACK叢集Pro版中示範ECI Pod可用性區域打散以及親和調度功能。
樣本一:通過拓撲分布約束(Topology Spread Constraints)實現跨可用性區域打散
在工作負載申明中增加拓撲分布約束。
Pod的
Spec
欄位中或Deployment、Job等工作負載的PodTemplate的Spec
欄位中,可以通過以下方式申明一個拓撲分布約束。topologySpreadConstraints: - maxSkew: <integer> minDomains: <integer> # 可選,從v1.25開始成為Beta。 topologyKey: <string> whenUnsatisfiable: <string> labelSelector: <object> matchLabelKeys: <list> # 可選,從v1.27開始成為Beta。 nodeAffinityPolicy: [Honor|Ignore] # 可選,從v1.26開始成為Beta。 nodeTaintsPolicy: [Honor|Ignore] # 可選,從v1.26開始成為Beta。
本樣本將建立一個在多個可用性區域上均勻分布的Deployment。以下為該Deployment的YAML檔案。
參數
說明
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - weight: 1 preference: matchExpressions: - key: type operator: NotIn values: - virtual-kubelet
表示Pod將優先被調度到ECS節點上。
關於參數的詳細資料,請參見節點親和性。
topologySpreadConstraints: - maxSkew: 1 topologyKey: topology.kubernetes.io/zone whenUnsatisfiable: DoNotSchedule labelSelector: matchLabels: app: with-pod-topology-spread
表示Pod必須在多個可用性區域上均勻部署。
關於參數的詳細資料,請參見topologySpreadConstraints欄位。
tolerations: - key: "virtual-kubelet.io/provider" operator: "Exists" effect: "NoSchedule"
調度器容忍了Virtual Node上的汙點,使得Pod能夠被調度到Virtual Node上。
關於參數的詳細資料,請參見容忍度。
說明若您希望Pod能夠調度到Arm架構的Virtual Node上,需要在Pod上添加對應汙點的汙點容忍。
建立工作負載。
將上面的代碼儲存為
deployment.yaml
,並執行以下命令部署Deployment。kubectl apply -f deployment.yaml
驗證工作負載調度結果。
通過以下命令查看生產出的Pod所在的節點。
kubectl get po -lapp=with-pod-topology-spread -ocustom-columns=NAME:.metadata.name,NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "<none>"
通過以下命令查看生產出的Pod在各個可用性區域中的數量。
kubectl get po -lapp=with-pod-topology-spread -ocustom-columns=NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "<none>" | xargs -I {} kubectl get no {} -ojson | jq '.metadata.labels["topology.kubernetes.io/zone"]' | sort | uniq -c
樣本二:通過nodeAffinity和podAffinity實現可用性區域親和
在工作負載申明中增加親和性約束。
本樣本將建立在單個可用性區域上聚集分布的Deployment。以下為該Deployment的YAML檔案。
參數
說明
podAffinity: requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - labelSelector: matchExpressions: - key: app operator: In values: - with-affinity topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
表示Pod必須部署在單個可用性區域上。
關於參數的詳細資料,請參見節點親和性。
nodeAffinity: preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: - weight: 1 preference: matchExpressions: - key: type operator: NotIn values: - virtual-kubelet
表示Pod將優先被調度到ECS節點上。
關於參數的詳細資料,請參見節點親和性。
tolerations: - key: "virtual-kubelet.io/provider" operator: "Exists" effect: "NoSchedule"
調度器容忍了Virtual Node上的汙點,使得Pod能夠被調度到Virtual Node上。
關於參數的詳細資料,請參見容忍度。
若您希望指定可用性區域進行部署,可以將樣本中的
podAffinity
刪去,在nodeAffinity
添加如下約束。下方約束表明Pod必須在可用性區域cn-beijing-a上進行部署。requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: nodeSelectorTerms: - matchExpressions: - key: topology.kubernetes.io/zone operator: In values: - cn-beijing-a
建立工作負載。
將上面的代碼儲存為
deployment.yaml
,並執行以下命令部署Deployment。kubectl apply -f deployment.yaml
驗證工作負載調度結果。
通過以下命令查看生產出的Pod所在的節點。
kubectl get po -lapp=with-affinity -ocustom-columns=NAME:.metadata.name,NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "<none>"
通過以下命令查看生產出的Pod在各個可用性區域中的數量。
kubectl get po -lapp=with-affinity -ocustom-columns=NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "<none>" | xargs -I {} kubectl get no {} -ojson | jq '.metadata.labels["topology.kubernetes.io/zone"]' | sort | uniq -c
ECI嚴格拓扑打散功能介紹
在保持預設狀態不變的情況下,當配置了強制打散約束時,Scheduler會將所有Pod均勻放置到所有可用性區域上,但並不考慮ECI Pod的生產結果。如下圖所示,假設將打散功能的maxSkew設定為1。關於maxSkew,請參見maxSkew。
此時若可用性區域B和C中生產ECI Pod失敗,則可用性區域A上會放置2個ECI Pod,其他兩個可用性區域沒有ECI Pod,從而破壞打散功能的maxSkew約束。
當嚴格拓扑打散功能開啟後,在ACK Pro版叢集中,調度器將嚴格保證Pod的強制打散需求得到滿足。Scheduler會在可用性區域A、B、C上各放置1個Pod,剩下的Pod將處於Pending狀態,等待現有Pod生產,如下圖所示。
當PodA1生產成功後,Pending狀態的Pod將繼續Pending,這是由於可用性區域B以及可用性區域C上的ECI Pod仍然可能生產失敗,Pod放置於任意可用性區域仍然可能導致生產結束後破壞maxSkew約束。當PodB1生產成功後,Scheduler將會放置一個Pod在可用性區域C。如下圖所示,其中綠色背景的Pod為生產完成的Pod。
若您不需要嚴格拓扑打散功能,請將拓扑打散約束中的調度條件whenUnsatisfiable
設定為ScheduleAnyway
。詳細資料,請參見分布約束定義。