Menetapkan Pod ke Node
Kamu dapat memaksa sebuah pod untuk hanya dapat berjalan pada node tertentu atau mengajukannya agar berjalan pada node tertentu. Ada beberapa cara untuk melakukan hal tersebut. Semua cara yang direkomendasikan adalah dengan menggunakan selector label untuk menetapkan pilihan yang kamu inginkan. Pada umumnya, pembatasan ini tidak dibutuhkan, sebagaimana scheduler akan melakukan penempatan yang proporsional dengan otomatis (seperti contohnya menyebar pod di node-node, tidak menempatkan pod pada node dengan sumber daya yang tidak memadai, dst.) tetapi ada keadaan-keadaan tertentu yang membuat kamu memiliki kendali lebih terhadap node yang menjadi tempat pod dijalankan, contohnya untuk memastikan pod dijalankan pada mesin yang telah terpasang SSD, atau untuk menempatkan pod-pod dari dua servis yang berbeda yang sering berkomunikasi bersamaan ke dalam zona ketersediaan yang sama.
Kamu dapat menemukan semua berkas untuk contoh-contoh berikut pada dokumentasi yang kami sediakan di sini
- nodeSelector
- Selingan: label node built-in
- Isolasi/pembatasan Node
- Afinitas dan anti-afinitas
- nodeName
nodeSelector
Penggunaan nodeSelector
adalah cara pembatasan pemilihan node paling sederhana yang direkomendasikan. nodeSelector
adalah sebuah field pada PodSpec. nodeSelector
memerinci sebuah map berisi pasangan kunci-nilai. Agar pod dapat dijalankan pada sebuah node yang memenuhi syarat, node tersebut harus memiliki masing-masing dari pasangan kunci-nilai yang dinyatakan sebagai label (namun node juga dapat memiliki label tambahan diluar itu). Penggunaan paling umum adalah satu pasang kunci-nilai.
Mari kita telusuri contoh dari penggunaan nodeSelector
.
Langkah Nol: Prasyarat
Contoh ini mengasumsikan bahwa kamu memiliki pemahaman dasar tentang pod Kubernetes dan kamu telah membuat klaster Kubernetes.
Langkah Satu: Menyematkan label pada node
Jalankan kubectl get nodes
untuk mendapatkan nama dari node-node yang ada dalam klaster kamu. Temukan node yang akan kamu tambahkan label, kemudian jalankan perintah kubectl label nodes <node-name> <label-key>=<label-value>
untuk menambahkan label pada node yang telah kamu pilih. Sebagai contoh, jika nama node yang saya pilih adalah ‘kubernetes-foo-node-1.c.a-robinson.internal’ dan label yang ingin saya tambahkan adalah ‘disktype=ssd’, maka saya dapat menjalankan kubectl label nodes kubernetes-foo-node-1.c.a-robinson.internal disktype=ssd
.
Jika terjadi kegagalan dengan kesalahan perintah yang tidak valid (”invalid command”), kemungkinan besar kamu menggunakan kubectl dengan versi lebih lama yang tidak memiliki perintah label
. Dalam hal ini, lihat versi sebelumnya dari petunjuk ini untuk instruksi tentang cara menetapkan label pada node.
Kamu dapat memastikan perintah telah berhasil dengan menjalankan ulang perintah kubectl get nodes --show-labels
and memeriksa bahwa node yang dipilih sekarang sudah memiliki label yang ditambahkan. Kamu juga dapat menggunakan kubectl describe node "nodename"
untuk melihat daftar lengkap label yang dimiliki sebuah node.
Langkah Dua: Menambahkan sebuah nodeSelector ke konfigurasi pod kamu
Ambil berkas konfigurasi pod manapun yang akan kamu jalankan, dan tambahkan sebuah bagian nodeSelector
pada berkas tersebut, seperti berikut. Sebagai contoh, jika berikut ini adalah konfigurasi pod saya:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
env: test
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
Kemudian tambahkan sebuah nodeSelector
seperti berikut:
pods/pod-nginx.yaml
|
---|
|
Ketika kamu menjalankan perintah kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/pod-nginx.yaml
, pod tersebut akan dijadwalkan pada node yang memiliki label yang dirinci. Kamu dapat memastikan penambahan nodeSelector berhasil dengan menjalankan kubectl get pods -o wide
dan melihat “NODE” tempat Pod ditugaskan.
Selingan: label node built-in
Sebagai tambahan dari label yang kamu sematkan, node sudah terisi dengan satu set label standar. Pada Kubernetes v1.4 label tersebut adalah
kubernetes.io/hostname
failure-domain.beta.kubernetes.io/zone
failure-domain.beta.kubernetes.io/region
beta.kubernetes.io/instance-type
kubernetes.io/os
kubernetes.io/arch
Catatan: Nilai dari label-label tersebut spesifik untuk setiap penyedia layanan cloud dan tidak dijamin reliabilitasnya. Contohnya, nilai darikubernetes.io/hostname
bisa saja sama dengan nama node pada beberapa lingkungan dan berbeda pada lingkungan lain.
Isolasi/pembatasan Node
Menambahkan label pada objek node memungkinkan penargetan pod pada node atau grup node yang spesifik. Penambahan label ini dapat digunakan untuk memastikan pod yang spesifik hanya berjalan pada node dengan isolasi, keamanan, atau pengaturan tertentu. Saat menggunakan label untuk tujuan tersebut, memilih kunci label yang tidak bisa dimodifikasi oleh proses kubelet pada node sangat direkomendasikan. Hal ini mencegah node yang telah diubah untuk menggunakan kredensial kubelet-nya untuk mengatur label-label pada objek nodenya sediri, dan mempengaruhi scheduler untuk menjadwalkan workload ke node yang telah diubah tersebut.
Plugin penerimaan NodeRestriction
mencegah kubeletes untuk megatur atau mengubah label dengan awalan node-restriction.kubernetes.io/
.
Untuk memanfaatkan awalan label untuk isolasi node:
Pastikan kamu menggunakan authorizer node dan mengaktifkan [plugin admission NodeRestriction(/docs/reference/access-authn-authz/admission-controllers/#noderestriction).
Tambah label dengan awalan
node-restriction.kubernetes.io/
ke objek node kamu, dan gunakan label tersebut pada node selector kamu. Contohnya,example.com.node-restriction.kubernetes.io/fips=true
orexample.com.node-restriction.kubernetes.io/pci-dss=true
.
Afinitas dan anti-afinitas
_Field_ nodeSelector
menyediakan cara yang sangat sederhana untuk membatasi pod ke node dengan label-label tertentu. Fitur afinitas/anti-afinitas saat ini bersifat beta dan memperluas tipe pembatasan yang dapat kamu nyatakan. Peningkatan kunci dari fitur ini adalah
- Bahasa yang lebih ekspresif (tidak hanya “AND of exact match”)
- Kamu dapat memberikan indikasi bahwa aturan yang dinyatakan bersifat rendah/preferensi dibanding dengan persyaratan mutlak sehingga jika scheduler tidak dapat memenuhinya, pod tetap akan dijadwalkan
- Kamu dapat membatasi dengan label pada pod-pod lain yang berjalan pada node (atau domain topological lain), daripada dengan label pada node itu sendiri, yang memungkinkan pengaturan tentang pod yang dapat dan tidak dapat dilokasikan bersama.
Fitur afinitas terdiri dari dua tipe afinitas yaitu “node afinitas” dan “inter-pod afinitas/anti-afinitas”
Node afinitas adalah seperti nodeSelector
yang telah ada (tetapi dengam dua kelebihan pertama yang terdaftar di atas), sementara inter-pod afinitas/anti-afinitas membatasi pada label pod daripada label node, seperti yang dijelaskan pada item ketiga pada daftar di atas, sebagai tambahan dari item pertama dan kedua.
Field nodeSelector
tetap berjalan seperti biasa, namun pada akhirnya akan ditinggalkan karena afinitas node dapat menyatakan semua yang nodeSelector
dapat nyatakan.
Afinitas node (fitur beta)
Afinitas node diperkenalkan sebagai fitur alfa pada Kubernetes 1.2.
Afinitas node secara konseptual mirip dengan nodeSelector
yang memungkinkan kamu untuk membatasi node yang memenuhi syarat untuk penjadwalan pod, berdasarkan label pada node.
Saat ini ada dia tipe afinitas node, yaitu requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
dan
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
. Kamu dapat menganggap dua tipe ini sebagai “kuat” dan “lemah” secara berurutan, dalam arti tipe pertama menyatakan peraturan yang harus dipenuhi agar pod dapat dijadwalkan pada node (sama seperti nodeSelector
tetapi menggunakan sintaksis yang lebih ekpresif), sementara tipe kedua menyatakan preferensi yang akan dicoba dilaksanakan tetapi tidak akan dijamin oleh scheduler. Bagian “IgnoredDuringExecution” dari nama tipe ini berarti, mirip dengan cara kerja nodeSelector
, jika label pada node berubah pada runtime yang menyebabkan aturan afinitas pada pod tidak lagi terpenuhi, pod akan tetap berjalan pada node. Pada masa yang akan datang kami berencana menawarkan requiredDuringSchedulingRequiredDuringExecution
yang akan berjalan seperti requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
hanya saja tipe ini akan mengeluarkan pod dari node yang gagal untuk memenuhi persyaratan afinitas node pod.
Dengan denikian, contoh dari requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
adalah “hanya jalankan pod pada node dengan Intel CPU” dan contoh dari preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
adalah “coba jalankan set pod ini dalam zona ketersediaan XYZ, tetapi jika tidak memungkinkan, maka biarkan beberapa pod berjalan di tempat lain”.
Afinitas node dinyatakan sebagai field nodeAffinity
dari field affinity
pada PodSpec.
Berikut ini contoh dari pod yang menggunakan afinitas node:
pods/pod-with-node-affinity.yaml
|
---|
|
Aturan afinitas node tersebut menyatakan pod hanya bisa ditugaskan pada node dengan label yang memiliki kunci kubernetes.io/e2e-az-name
dan bernilai e2e-az1
atau e2e-az2
. Selain itu, dari semua node yang memenuhi kriteria tersebut, mode dengan label dengan kunci another-node-label-key
and bernilai another-node-label-value
harus lebih diutamakan.
Kamu dapat meilhat operator In
digunakan dalam contoh berikut. Sitaksis afinitas node yang baru mendukung operator-operator berikut: In
, NotIn
, Exists
, DoesNotExist
, Gt
, Lt
. Kamu dapat menggunakan NotIn
dan DoesNotExist
untuk mewujudkan perilaku node anti-afinitas, atau menggunakan node taints untuk menolak pod dari node tertentu.
Jika kamu menyatakan nodeSelector
dan nodeAffinity
. keduanya harus dipenuhi agar pod dapat dijadwalkan pada node kandidat.
Jika kamu menyatakan beberapa nodeSelectorTerms
yang terkait dengan tipe nodeAffinity
, maka pod akan dijadwalkan pada node jika salah satu dari nodeSelectorTerms
dapat terpenuhi.
Jika kamu menyatakan beberapa matchExpressions
yang terkait dengan nodeSelectorTerms
, makan pod dapat dijadwalkan pada node hanya jika semua matchExpressions
dapat terpenuhi.
Jika kamu menghapus atau mengubah label pada node tempat pod dijadwalkan, pod tidak akan dihapus. Dengan kata lain, pemilihan afinitas hanya bekerja pada saat waktu penjadwalan pod.
Field weight
pada preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
berada pada rentang nilai 1-100. Untuk setiap node yang memenuhi semua persyaratan penjadwalan (permintaan sumber daya, pernyataan afinitas RequiredDuringScheduling, dll.), scheduler akan menghitung nilai jumlah dengan melakukan iterasi pada elemen-elemen dari field ini dan menambah “bobot” pada jumlah jika node cocok dengan MatchExpressions yang sesuai. Nilai ini kemudian digabungkan dengan nilai dari fungsi prioritas lain untuk node. Node dengan nilai tertinggi adalah node lebih diutamakan.
Untuk informasi lebih lanjut tentang afinitas node kamu dapat melihat design doc.
Afinitas and anti-afinitas antar pod (fitur beta)
Afinitas and anti-afinitas antar pod diperkenalkan pada Kubernetes 1.4. Afinitas and anti-afinitas antar pod memungkinkan kamu untuk membatasi node yang memenuhi syarat untuk penjadwalan pod berdasarkan label-label pada pod yang sudah berjalan pada node daripada berdasarkan label-label pada node. Aturan tersebut berbentuk “pod ini harus (atau, dalam kasus
anti-afinitas, tidak boleh) berjalan dalam X jika X itu sudah menjalankan satu atau lebih pod yang memenuhi aturan Y”. Y dinyatakan sebagai sebuah LabelSelector dengan daftar namespace terkait; tidak seperti node, karena pod are namespaced (maka dari itu label-label pada pod diberi namespace secara implisit), sebuah label selector di atas label-label pod harus menentukan namespace yang akan diterapkan selector. Secara konsep X adalah domain topologi seperti node, rack, zona penyedia cloud, daerah penyedia cloud, dll. Kamu dapat menyatakannya menggunakan topologyKey
yang merupakan kunci untuk label node yang digunakan sistem untuk menunjukkan domain topologi tersebut, contohnya lihat kunci label yang terdaftar di atas pada bagian Selingan: label node built-in.
Catatan: Afinitas and anti-afinitas antar pod membutuhkan jumlah pemrosesan yang substansial yang dapat memperlambat penjadwalan pada klaster berukuran besar secara signifikan. Kami tidak merekomendasikan penggunaan mereka pada klaster yang berukuran lebih besar dari beberapa ratus node.
Catatan: Anti-afinitas pod mengharuskan node untuk diberi label secara konsisten, misalnya setiap node dalam klaster harus memiliki label sesuai yang cocok dengantopologyKey
. Jika sebagian atau semua node tidak memiliki labeltopologyKey
yang dinyatakan, hal ini dapat menyebabkan perilaku yang tidak diinginkan.
Seperti afinitas node, ada dua tipe afinitas dan anti-afinitas pod, yaitu requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
dan
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
yang menunjukan persyaratan “kuat” vs. “lemah”. Lihat deskripsi pada bagian afinitas node sebelumnya.
Sebuah contoh dari afinitas requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
adalah “Tempatkan bersamaan pod layanan A dan layanan B di zona yang sama, karena mereka banyak berkomunikasi satu sama lain”
dan contoh preferDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
anti-afinitas akan menjadi “sebarkan pod dari layanan ini di seluruh zona” (persyaratan kuat tidak masuk akal, karena kamu mungkin memiliki lebih banyak pod daripada zona).
Afinitas antar pod dinyatakan sebagai field podAffinity
dari field affinity
pada PodSpec dan anti-afinitas antar pod dinyatakan sebagai field podAntiAffinity
dari field affinity
pada PodSpec.
Contoh pod yang menggunakan pod affinity:
pods/pod-with-pod-affinity.yaml
|
---|
|
Afinitas pada pod tersebut menetapkan sebuah aturan afinitas pod dan aturan anti-afinitas pod. Pada contoh ini, podAffinity
adalah requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
sementara podAntiAffinity
adalah preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
. Aturan afinitas pod menyatakan bahwa pod dapat dijadwalkan pada node hanya jika node tersebut berada pada zona yang sama dengan minimal satu pod yang sudah berjalan yang memiliki label dengan kunci “security” dan bernilai “S1”. (Lebih detail, pod dapat berjalan pada node N jika node N memiliki label dengan kunci failure-domain.beta.kubernetes.io/zone
dan nilai V sehingga ada minimal satu node dalam klaster dengan kunci failure-domain.beta.kubernetes.io/zone
dan bernilai V yang menjalankan pod yang memiliki label dengan kunci “security” dan bernilai “S1”.) Aturan anti-afinitas pod menyatakan bahwa pod memilih untuk tidak dijadwalkan pada sebuah node jika node tersebut sudah menjalankan pod yang memiliki label dengan kunci “security” dan bernilai “S2”. (Jika topologyKey
adalah failure-domain.beta.kubernetes.io/zone
maka dapat diartikan bahwa pod tidak dapat dijadwalkan pada node jika node berada pada zona yang sama dengan pod yang memiliki label dengan kunci “security” dan bernilai “S2”.) Lihat design doc untuk lebih banyak contoh afinitas dan anti-afinitas pod, baik requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
maupun preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
.
Operator yang sah untuk afinitas dan anti-afinitas pod adalah In
, NotIn
, Exists
, DoesNotExist
.
Pada dasarnya, topologyKey
dapat berupa label-kunci apapun yang sah. Namun, untuk alasan performa dan keamanan, ada beberapa batasan untuk topologyKey
:
- Untuk afinitas and anti-afinitas pod
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
,topologyKey
tidak boleh kosong. - Untuk anti-afinitas pod
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
, pengontrol penerimaanLimitPodHardAntiAffinityTopology
diperkenalkan untuk membatasitopologyKey
padakubernetes.io/hostname
. Jika kamu menginginkan untuk membuatnya tersedia untuk topologi khusus, kamu dapat memodifikasi pengontrol penerimaan, atau cukup menonaktifkannya saja. - Untuk anti-afinitas pod
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
,topologyKey
yang kosong diinterpretasikan sebagai “semua topologi” (“semua topologi” sekarang dibatasi pada kombinasi darikubernetes.io/hostname
,failure-domain.beta.kubernetes.io/zone
danfailure-domain.beta.kubernetes.io/region
). - Kecuali untuk kasus-kasus di atas,
topologyKey
dapat berupa label-kunci apapun yang sah.
Sebagai tambahan untuk labelSelector
and topologyKey
, kamu secara opsional dapat menyatakan daftar namespaces
dari namespaces yang akan digunakan untuk mencocokan labelSelector
(daftar ini berjalan pada level definisi yang sama dengan labelSelector
dan topologyKey
)
Jika dihilangkan atau kosong, daftar ini sesuai standar akan merujuk pada namespace dari pod tempat definisi afinitas/anti-afinitas dinyatakan.
Semua matchExpressions
berkaitan dengan afinitas and anti-afinitas requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
harus dipenuhi agar pod dapat dijadwalkan pada node.
Penggunaan yang lebih praktikal
Afinitas and anti-afinitas antar pod dapat menjadi lebih berguna saat digunakan bersamaan dengan koleksi dengan level yang lebih tinggi seperti ReplicaSets, StatefulSets, Deployments, dll. Pengguna dapat dengan mudah mengkonfigurasi bahwa satu set workload harus ditempatkan bersama dalam topologi yang didefinisikan sama, misalnya, node yang sama.
Selalu ditempatkan bersamaan pada node yang sama
Dalam klaster berisi 3 node, sebuah aplikasi web memiliki in-memory cache seperti redis. Kita menginginkan agar web-server dari aplikasi ini sebisa mungkin ditempatkan bersamaan dengan cache.
Berikut ini kutipan yaml dari deployment redis sederhana dengan 3 replika dan label selector app=store
, Deployment memiliki konfigurasi PodAntiAffinity
untuk memastikan scheduler tidak menempatkan replika bersamaan pada satu node.
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: redis-cache
spec:
selector:
matchLabels:
app: store
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: store
spec:
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- store
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
containers:
- name: redis-server
image: redis:3.2-alpine
Kutipan yaml dari deployment webserver berikut ini memiliki konfigurasi podAntiAffinity
dan podAffinity
. Konfigurasi ini menginformasikan scheduler bahwa semua replika harus ditempatkan bersamaan dengan pod yang memiliki label selector app=store
. Konfigurasi ini juga memastikan bahwa setiap replika webserver tidak ditempatkan bersamaan pada satu node.
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: web-server
spec:
selector:
matchLabels:
app: web-store
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: web-store
spec:
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- web-store
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
podAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- store
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
containers:
- name: web-app
image: nginx:1.12-alpine
Jika kita membuat kedua dployment di atas, klaster berisi 3 node kita seharusnya menjadi seperti berikut.
node-1 | node-2 | node-3 |
---|---|---|
webserver-1 | webserver-2 | webserver-3 |
cache-1 | cache-2 | cache-3 |
st
Seperti yang kamu lihat, semua 3 replika dari web-server
secara otomatis ditempatkan bersama dengan cache seperti yang diharapkan.
$ kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
redis-cache-1450370735-6dzlj 1/1 Running 0 8m 10.192.4.2 kube-node-3
redis-cache-1450370735-j2j96 1/1 Running 0 8m 10.192.2.2 kube-node-1
redis-cache-1450370735-z73mh 1/1 Running 0 8m 10.192.3.1 kube-node-2
web-server-1287567482-5d4dz 1/1 Running 0 7m 10.192.2.3 kube-node-1
web-server-1287567482-6f7v5 1/1 Running 0 7m 10.192.4.3 kube-node-3
web-server-1287567482-s330j 1/1 Running 0 7m 10.192.3.2 kube-node-2
Tidak akan pernah ditempatkan bersamaan dalam node yang sama
Contoh di atas menggunakan aturan PodAntiAffinity
dengantopologyKey: "kubernetes.io/hostname"
untuk melakukan deploy klaster redis sehingga tidak ada dua instance terletak pada hos yang sama.
Lihat tutorial ZooKeeper untuk contoh dari konfigurasi StatefulSet dengan anti-afinitas untuk ketersediaan tinggi, menggunakan teknik yang sama.
Untuk informasi lebih lanjut tentang afinitas/anti-afinitas antar pod, lihat design doc.
Kamu juga dapat mengecek Taints, yang memungkinkan sebuah node untuk menolak sekumpulan pod.
nodeName
nodeName
adalah bentuk paling sederhana dari pembatasan pemilihan node, tetapi karena
keterbatasannya biasanya tidak digunakan. nodeName
adalah sebuah field dari
PodSpec. Jika tidak kosong, scheduler mengabaikan pod dan
kubelet yang berjalan pada node tersebut yang mencoba menjalankan pod. Maka, jika
nodeName
disediakan dalam PodSpec, ia memiliki hak yang lebih tinggi dibanding metode-metode di atas untuk pemilihan node.
Beberapa keterbatasan dari penggunaan nodeName
untuk memilih node adalah:
- Jika node yang disebut tidak ada, maka pod tidak akan dijalankan, dan dalam beberapa kasus akan dihapus secara otomatis.
- Jika node yang disebut tidak memiliki resource yang cukup untuk mengakomodasi pod, pod akan gagal dan alasannya akan mengindikasikan sebab kegagalan, misalnya OutOfmemory atau OutOfcpu.
- Nama node pada lingkungan cloud tidak selalu dapat diprediksi atau stabil.
Berikut ini contoh konfigurasi pod menggunakan field nodeName
:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
nodeName: kube-01
Pod di atas akan berjalan pada node kube-01.
Masukan
Apakah halaman ini berguna?
Thanks for the feedback. If you have a specific, answerable question about how to use Kubernetes, ask it on Stack Overflow. Open an issue in the GitHub repo if you want to report a problem or suggest an improvement.