指定应用程序的中断预算（Disruption Budget）

本文展示了如何限制应用程序的并发中断数量，在允许集群管理员管理集群节点的同时保证高可用。

准备开始
用 PodDisruptionBudget 来保护应用
确定要保护的应用
考虑应用对中断的反应
指定 PodDisruptionBudget
Create the PDB object
创建 PDB 对象
Check the status of the PDB
检查 PDB 的状态
任意控制器和选择器

准备开始

用户是 Kubernetes 集群中有高可用需求的应用的所有者。

用户应了解如何部署无状态应用和/或有状态应用。

用户应当已经阅读过关于 Pod 中断的文档。

用户应当与集群所有者或服务提供者确认其遵从 Pod 中断预算（Pod Disruption Budgets）的规则。

用 PodDisruptionBudget 来保护应用

确定想要使用 PodDisruptionBudget (PDB) 来保护的应用。
考虑应用对中断的反应。
以 YAML 文件形式定义 PDB 。
通过 YAML 文件创建 PDB 对象。

确定要保护的应用

用户想要保护通过内置的 Kubernetes 控制器指定的应用，这是最常见的使用场景：

Deployment
ReplicationController
ReplicaSet
StatefulSet

在这种情况下，在控制器的 .spec.selector 字段中做记录，并在 PDB 的 .spec.selector 字段中加入同样的选择器。

用户也可以用 PDB 来保护不受上述控制器控制的 pod，或任意组（arbitrary groups）的 pod，但是正如任意控制器和选择器中描述的，这里存在一些限制。

考虑应用对中断的反应

确定在自发中断时，多少实例可以在短时间内同时关闭。

无状态的前端：
- 关注：不能降低服务能力 10% 以上。
  - 解决方案：例如，使用 PDB，指定其 minAvailable 值为 90%。
单实例有状态应用：
- 关注：不要在不通知的情况下终止该应用。
  - 可能的解决方案 1：不使用 PDB，并忍受偶尔的停机。
  - 可能的解决方案 2：设置 maxUnavailable=0 的 PDB。意为（Kubernetes 范畴之外的）集群操作人员需要在终止应用前与用户协商，协商后准备停机，然后删除 PDB 表示准备中断，后续再重新创建。
多实例有状态应用，如 Consul、ZooKeeper 或 etcd：
- 关注：不要将实例数量减少至低于仲裁规模（below quorum），否则将写入失败。
  - 可能的解决方案 1：设置 maxUnavailable 值为 1 (适用于不同规模的应用)。
  - 可能的解决方案 2：设置 minAvailable 值为仲裁规模（例如规模为 5 时设置为 3）。 (允许每次更多的中断)。
可重新启动的批处理任务：
- 关注：自发中断的情况下，需要确保任务完成。
  - 可能的解决方案：不创建 PDB。任务控制器会创建一个替换的 pod。

指定百分比时的舍入逻辑

minAvailable 或 maxUnavailable 的值可以表示为整数或百分比。

指定整数时，它表示许多Pod。例如，如果将minAvailable设置为10，那么即使在中断期间，也必须始终有10个Pod可用。
通过将值设置为百分比的字符串表示形式（例如“50％”）来指定百分比时，它表示总 Pod 数的百分比。例如，如果将 “minUnavailable” 设置为“50％”，则只有50％的 Pod 可以中断。

如果将值指定为百分比，则可能无法映射到确切数量的 Pod 。例如，如果您有 7 个 Pod ，并且你将 minAvailable 设置为 "50％"，这不清楚是 3 个 Pod 或 4 个 Pod 必须可用。 Kubernetes 向上取整到最接近的整数，因此在这种情况下，必须有 4 个 Pod 。您可以检查控制此行为的代码。

指定 PodDisruptionBudget

一个 PodDisruptionBudget 有 3 个字段：

标签选择器 .spec.selector ，用于指定其所作用的 pod 集合，该字段为必须字段。
.spec.minAvailable 表示驱逐后仍然保证可用的 pod 数量。即使因此影响到 pod 驱逐（即该条件在和 pod 驱逐发生冲突时优先保证）。 minAvailable 值可以是绝对值，也可以是百分比。
.spec.maxUnavailable （Kubernetes 1.7 及更高的版本中可用）表示驱逐后允许不可用的 pod 的最大数量。其值可以是绝对值或是百分比。

注意：
对于1.8及更早的版本：当你用 kubectl 命令行工具创建 PodDisruptionBudget对象时，如果既未指定 minAvailable 也未指定 maxUnavailable，则 minAvailable 字段有一个默认值1。

用户在同一个 PodDisruptionBudget 中只能够指定 maxUnavailable 和 minAvailable 中的一个。maxUnavailable 只能够用于控制存在相应控制器的 pod 的驱逐（即不受控制器控制的 pod 不在 maxUnavailable 控制范围内）。在下面的示例中， “所需副本” 指的是相应控制器的 scale，控制器对 PodDisruptionBudget 所选择的 pod 进行管理。

示例 1：设置 minAvailable 值为 5 的情况下，驱逐时需保证 PodDisruptionBudget 的 selector 选中的 pod 中 5 个或 5 个以上处于健康状态。

示例 2：设置 minAvailable 值为 30% 的情况下，驱逐时需保证 pod 所需副本的至少 30% 处于健康状态。

示例 3：设置 maxUnavailable 值为 5 的情况下，驱逐时需保证所需副本中最多 5 个处于不可用状态。

Example 4: With a maxUnavailable of 30%, evictions are allowed as long as no more than 30% of the desired replicas are unhealthy. 示例4：设置 maxUnavailable 值为 30% 的情况下，驱逐时需保证所需副本中最多 30% 处于不可用状态。

在典型用法中，中断预算会被用于一个控制器管理的一组 pod 中——例如：一个 ReplicaSet 或 StatefulSet 中的 pod。

注意：
注意：中断预算并不能真正保证指定数量/百分比的 pod 一直处于运行状态。例如：当 pod 集合的规模处于预算指定的最小值时，承载集合中某个 pod 的节点发生了故障，这样就导致集合中可用 pod 的数量低于预算指定值。预算只能够针对自发的驱逐提供保护，而不能针对所有 pod 不可用的诱因。

设置 maxUnavailable 值为 0% （或 0 ）或设置 minAvailable 值为 100% （或等于副本数）可能会阻塞节点，导致资源耗尽。按照 PodDisruptionBudget 的语义，这是允许的。

用户可以在下面看到 pod 中断预算定义的示例，它们与带有 app: zookeeper 标签的 pod 相匹配：

使用 minAvailable 的PDB 示例：

`policy/zookeeper-pod-disruption-budget-minavailable.yaml`
`apiVersion: policy/v1beta1 kind: PodDisruptionBudget metadata: name: zk-pdb spec: minAvailable: 2 selector: matchLabels: app: zookeeper`

使用 maxUnavailable 的 PDB 示例（Kubernetes 1.7 或更高的版本）：

`policy/zookeeper-pod-disruption-budget-maxunavailable.yaml`
`apiVersion: policy/v1beta1 kind: PodDisruptionBudget metadata: name: zk-pdb spec: maxUnavailable: 1 selector: matchLabels: app: zookeeper`

例如，如果上述 zk-pdb 选择的是一个规格为 3 的 StatefulSet 对应的 pod，那么上面两种规范的含义完全相同。推荐使用 maxUnavailable ，因为它自动响应控制器副本数量的变化。

Create the PDB object

创建 PDB 对象

用户可以通过类似 kubectl create -f mypdb.yaml 的命令来创建 PDB。

PDB 对象无法更新，必须删除后重新创建。

Check the status of the PDB

检查 PDB 的状态

使用 kubectl 来确认 PDB 被创建。

假设用户的名字空间下没有匹配 app: zookeeper 的 pod，用户会看到类似下面的信息：

kubectl get poddisruptionbudgets

NAME      MIN-AVAILABLE   ALLOWED-DISRUPTIONS   AGE
zk-pdb    2               0                     7s

假设有匹配的 pod (比如说 3 个), 那么用户会看到类似下面的信息：

kubectl get poddisruptionbudgets

NAME      MIN-AVAILABLE   ALLOWED-DISRUPTIONS   AGE
zk-pdb    2               1                     7s

ALLOWED-DISRUPTIONS 值非 0 意味着中断控制器已经感知到相应的 pod，对匹配的 pod 进行统计，并更新了 PDB 的状态。

用户可以通过以下命令获取更多 PDB 状态相关信息：

kubectl get poddisruptionbudgets zk-pdb -o yaml

apiVersion: policy/v1beta1
kind: PodDisruptionBudget
metadata:
  creationTimestamp: 2017-08-28T02:38:26Z
  generation: 1
  name: zk-pdb
…
status:
  currentHealthy: 3
  desiredHealthy: 3
  disruptedPods: null
  disruptionsAllowed: 1
  expectedPods: 3
  observedGeneration: 1

任意控制器和选择器

如果用户只使用与内置的应用控制器（Deployment、ReplicationController、ReplicaSet 和 StatefulSet）对应的 PDB，也就是 PDB 的选择器与控制器的选择器相匹配，那么可以跳过这一节。

用户可以使用这样的 PDB：它对应的 pod 可能由其他类型的控制器控制，可能由 “operator” 控制，也可能为“裸的（不受控制器控制）” pod，但该类 PDB 存在以下限制：

only .spec.minAvailable can be used, not .spec.maxUnavailable.
only an integer value can be used with .spec.minAvailable, not a percentage.
只能够使用 .spec.minAvailable ，而不能够使用 .spec.maxUnavailable。
只能够使用整数作为 .spec.minAvailable 的值，而不能使用百分比。

用户可以令选择器选择一个内置控制器所控制 pod 的子集或父集。然而，当名字空间下存在多个 PDB 时，用户必须小心，保证 PDB 的选择器之间不重叠。

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