一、Kubernetes里的DNS
K8S集群默认使用CoreDNS作为DNS服务：
# kubectl get svc -n kube-system |grep dns
kube-dns ClusterIP 10.96.0.10 <none> 53/UDP,53/TCP,9153/TCP 24d测试在node-1-231 安装bind-utils
yum install -y bind-utils
解析外网域名
dig @10.96.0.10 www.qq.com
解析内部域名
dig @10.96.0.10 redis-svc.default.svc.cluster.local
# kubectl get svc |grep redis
redis-svc ClusterIP 10.110.151.202 <none> 6379/TCP 6d8h
备注：redis-svc为service name，service完整域名格式为:service.namespace.svc.cluster.local
Pod域名格式为：<pod-ip>.<namespace>.pod.<clusterdomain>,例如：redis-sts-0.default.pod.cluster.local
dig @10.96.0.10 10-244-29-10.default.pod.cluster.local
# kubectl get pod -A -o wide |grep redis
default redis-sts-0 1/1 Running 4 (24m ago) 5d12h 10.244.29.10 node-1-232 <none> <none>
default redis-sts-1 1/1 Running 4 (23m ago) 5d12h 10.244.154.11 node-1-233 <none> <none> 
对应的Pod为CoreDNS:
kubectl get po -n kube-system -o wide查看defalut命名空间Pod的/etc/resolv.conf
查看prod命名空间Pod的/etc/resolv.conf
kubectl exec -it busybox -n prod -- cat /etc/resolv.conf
解释：
- nameserver：定义DNS服务器的IP，其实是kube-dns service的IP
- search：定义查找后缀规则，查找配置越多，域名解析查找匹配次数越多。集群匹配有default.svc.cluster.local、svc.cluster.local、cluster.local 3 个后缀，最多进行8次查询（IPV4和IPV6各查询4次）才能得到正确解析结果。
- option: 定义域名解析配置文件选项，支持对个KV值。例如该参数设置成ndots：5，如果访问的域名字符串的点字符数量超过ndots值，则认为是完整域名，并直接解析；如果不足ndots值，则追加search段后缀再进行查询。
DNS配置 可以通过查看coredns 的configmap获取DNS的配置信息：
kubectl describe cm coredns -n kube-system
说明
- errors：错误信息到标准输出。
- health：CoreDNS自身健康状态报告，默认监听端口8080，一般用来做健康检查。您可以通过http://10.18.206.207:8080/health获取健康状态。（10.18.206.207为coredns其中一个Pod的IP）
- ready：CoreDNS插件状态报告，默认监听端口8181，一般用来做可读性检查。可以通过http://10.18.206.207:8181/ready获取可读状态。当所有插件都运行后，ready状态为200。
- kubernetes：CoreDNS kubernetes插件，提供集群内服务解析能力。
- prometheus：CoreDNS自身metrics数据接口。可以通过http://10.15.0.10:9153/metrics获取prometheus格式的监控数据。（10.15.0.10为kube-dns service的IP）
- forward（或proxy）：将域名查询请求转到预定义的DNS服务器。默认配置中，当域名不在kubernetes域时，将请求转发到预定义的解析器（宿主机的/etc/resolv.conf）中，这是默认配置。
- cache：DNS缓存时长，单位秒。
- loop：环路检测，如果检测到环路，则停止CoreDNS。
- reload：允许自动重新加载已更改的Corefile。编辑ConfigMap配置后，请等待两分钟以使更改生效。
- loadbalance：循环DNS负载均衡器，可以在答案中随机A、AAAA、MX记录的顺序。
二、API资源对象ingress
有了service之后，我们可以访问这个Service的IP（clusterIP）来请求对应的Pod，但是这只能在集群内部访问。
如果想让外部用户访问此资源，可以使用NodePort，即在node节点上暴露一个端口，但是非常不灵活。为了解决此问题，K8S引入一个新的API资源对象Ingress，他是一个七层的负载均衡器，类似于Nginx。
主要概念：
- Ingress用来定义具体的路由规则，要实现什么样的访问效果
- Ingress Controller 是实现Ingress定义具体的具体工具或者服务，在K8S就是具体的Pod
- IngressClass是介于Ingress 和Ingress Controller之间的协调者，它存在的意义在于，当有多个Ingress Controller时，可以让Ingress 和Ingress Controller彼此对立，不直接联系，而是通过IngressClass实现关联
Ingress YAML 示例：
vim mying.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: mying ##ingress名字
spec:
ingressClassName: myingc ##定义关联的IngressClass
rules: ##定义具体的规则
- host: ikubernetes.cloud ##访问的目标域名
http:
paths:
- path: /
pathType: Exact
backend: ##定义后端的service对象
service:
name: ngx-svc
port:
number: 80查看ingress
# kubectl apply -f mying.yaml
ingress.networking.k8s.io/mying created
# kubectl get ing
NAME CLASS HOSTS ADDRESS PORTS AGE
mying myingc ikubernetes.cloud 80 16s
# kubectl describe ing mying
Name: mying
Labels: <none>
Namespace: default
Address:
Ingress Class: myingc
Default backend: <default>
Rules:
Host Path Backends
---- ---- --------
ikubernetes.cloud
/ ngx-svc:80 (10.244.154.6:80,10.244.167.140:80)
Annotations: <none>
Events: <none>Ingress Class YAML 示例
vim myingc.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: IngressClass
metadata:
name: myingc
spec:
controller: nginx.org/ingress-controller ##定义要使用哪个controller查看ingressClass
# kubectl apply -f myingc.yaml
ingressclass.networking.k8s.io/myingc created
# kubectl get ingressclass
NAME CONTROLLER PARAMETERS AGE
myingc nginx.org/ingress-controller <none> 9s安装ingress-controller，官网地址：https://github.com/nginxinc/kubernetes-ingress
安装ingress
# curl -O 'https://gitee.com/aminglinux/linux_study/raw/master/k8s/ingress.tar.gz'
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 9434 0 9434 0 0 17182 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 17183
# tar zxf ingress.tar.gz
# cd ingress
# ll
总用量 8
drwxr-xr-x 3 root root 99 11月 22 2022 common
drwxr-xr-x 2 root root 23 11月 22 2022 rbac
-rwxr-xr-x 1 root root 191 11月 22 2022 remove.sh
-rwxr-xr-x 1 root root 130 11月 22 2022 setup.sh
# ./setup.sh
namespace/nginx-ingress created
serviceaccount/nginx-ingress created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress created
secret/default-server-secret created
configmap/nginx-config created
namespace/nginx-ingress unchanged
serviceaccount/nginx-ingress unchanged
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/globalconfigurations.k8s.nginx.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/policies.k8s.nginx.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/transportservers.k8s.nginx.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/virtualserverroutes.k8s.nginx.org created
customresourcedefinition.apiextensions.k8s.io/virtualservers.k8s.nginx.org createdvi ingress-controller.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: ngx-ing
namespace: nginx-ingress
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: ngx-ing
template:
metadata:
labels:
app: ngx-ing
#annotations:
#prometheus.io/scrape: "true"
#prometheus.io/port: "9113"
#prometheus.io/scheme: http
spec:
serviceAccountName: nginx-ingress
containers:
- image: nginx/nginx-ingress:2.2-alpine
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: ngx-ing
ports:
- name: http
containerPort: 80
- name: https
containerPort: 443
- name: readiness-port
containerPort: 8081
- name: prometheus
containerPort: 9113
readinessProbe:
httpGet:
path: /nginx-ready
port: readiness-port
periodSeconds: 1
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: true
runAsUser: 101 #nginx
capabilities:
drop:
- ALL
add:
- NET_BIND_SERVICE
env:
- name: POD_NAMESPACE
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: metadata.namespace
- name: POD_NAME
valueFrom:
fieldRef:
fieldPath: metadata.name
args:
- -ingress-class=myingc
- -health-status
- -ready-status
- -nginx-status
- -nginx-configmaps=$(POD_NAMESPACE)/nginx-config
- -default-server-tls-secret=$(POD_NAMESPACE)/default-server-secret应用YAML
# kubectl apply -f ingress-controller.yaml
deployment.apps/ngx-ing created查看Pod、deployment
# kubectl get po -n nginx-ingress
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
ngx-ing-7c88558665-s7srp 1/1 Running 0 38s
# kubectl get deploy -n nginx-ingress
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
ngx-ing 1/1 1 1 42s将ingress对应的pod端口映射到master上测试
# kubectl get pod -n nginx-ingress
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
ngx-ing-7c88558665-s7srp 1/1 Running 0 4m6s
# kubectl port-forward -n nginx-ingress ngx-ing-7c88558665-s7srp 8888:80 &
[1] 32232
# Forwarding from 127.0.0.1:8888 -> 80
# netstat -lnp|grep 8888
tcp 0 0 127.0.0.1:8888 0.0.0.0:* LISTEN 32232/kubectl 测试
# curl -x127.0.0.1:8888 ikubernetes.cloud
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>
<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>三、搞懂Kubernetes调度
K8S调度器Kube-scheduler的主要作用是将新创建的Pod调度到集群中的合适节点运行。kube-scheduler的调度算法很灵活，可以根据不同的需求进行自定义设置，比如资源限制，亲和性和反亲和性测试等。
1）kube-scheduler的工作原理
- 监听API Server：kube-scheduler会监听API Server上的Pod对象，以获取需要被调度的Pod信息。它会通过API Server提供的REST API接口获取Pod的信息，例如Pod的标签、资源需求等信息。
- 筛选可用节点：kube-scheduler 会根据Pod的资源需求和约束条件（例如Pod需要的特定及诶单标签）筛选出可用的Node节点，它会从所有注册到集群的Node节点上选择符合条件的节点。
- 计算分值：kube-scheduler 会为每一个可用的节点计算一个分值，以决定哪个节点是最合适的。分值的计算方式可以通过调度算法来指定。
- 选择节点：kube-scheduler会选择分值最高的节点作为最终的调度目标，并将Pod绑定到改节点上。如果有多个节点得分相等，kube-scheduler会随机选择一个节点
- 更新API Server：kube-scheduler会更新API Server上的Pod对象，将指定的Node节点信息写入Pod对象的spec字段中，然后通知Kubelet将Pod绑定到改节点上并启动容器。
2）Kube-scheduler调度器内部流转过程
- Scheduler 通过注册client-go的informer handler 方法监听api-server的pod和node变更时间，获取pod和node信息缓存到informer中
- 通过informer的handler将时间更新到ActiveQ(ActiveQ是一个维护Pod有限级的堆结构，调度器在循环调度中每次从堆中取出优先级最高的Pod进行调度)
- 调度循环通过NextOid方法从ActiveQ中取出待调度对垒
- 使用调度算法针对Node和Pod进行匹配和打分确定调度目标节点
- 如歌调度器出错或失败，会调用shed。Error将Pod写入UnschedulableQ里
- 当不可调度时间超过backoff的时间，Pod会由Unschedulable转换到Podbackoff，也就是说Pod信息会写入到PodbackoffQ
- Client-go向Api Server发送一个bind请求，实现异步绑定
调度器在执行绑定的时候是一个一步过程，调度器会先在缓存中创建一个和原来Pod一样的Assume Pod对象用模拟完成节点的绑定，如将Assume Pod的Nodename设置成绑定节点名称，同时通过异步执行绑定指令操作。在Pod和Node绑定之前，Scheduler需要确保Volume已经完成绑定操作，确认完所有绑定前准备工作，Scheduler会向Api Server发送一个Bind对象，对应节点的Kubelet将待绑定的Pod在节点运行。
3 )为节点计算分值
节点分值计算是通过调度器算法实现，而不是固定的。默认情况下，kube-scheduler采用的是DefaultPreemption算法。期计算分值方式主要包括以下几个方面：
- 节点的资源利用率 kube-scheduler会考虑每个节点的CPU和内存资源利用率，将其纳入节点分值的计算中。资源利用率越低的节点得分越高。
- 节点上的Pod数目 kube-scheduler会考虑每个节点上已经存在的Pod数目，将其纳入节点分值的计算中。如果节点上已经有大量的Pod，新的Pod可能会导致资源竞争和拥堵，因此节点得分会相应降低。
- Pod与节点的亲和性和互斥性 kube-scheduler会考虑Pod与节点的亲和性和互斥性，将其纳入节点分值的计算中。如果Pod与节点存在亲和性，例如Pod需要特定的节点标签或节点与Pod在同一区域，节点得分会相应提高。如果Pod与节点存在互斥性，例如Pod不能与其他特定的Pod共存于同一节点，节点得分会相应降低。
- 节点之间的网络延迟 kube-scheduler会考虑节点之间的网络延迟，将其纳入节点分值的计算中。如果节点之间的网络延迟较低，节点得分会相应提高。
- Pod的优先级 kube-scheduler会考虑Pod的优先级，将其纳入节点分值的计算中。如果Pod具有高优先级，例如是关键业务的部分，节点得分会相应提高。
这些因素的相对权重可以通过kube-scheduler的命令行参数或者调整调度器配置文件进行调整。
4）调度策略
- 默认调度策略（DefaultPreemption）：是kube-scheduler的默认策略，其基本原则是为Pod选择一个未满足需求的最小代价节点。如果无法找到这样的接点，就会考虑使用预选，即将一些已经调度的Pod驱逐出去来为新的Pod腾出空间。
- 带优先级的调度策略(Priority)：带有限级的调度策略基于Pod的优先级对节点进行排序，优先选择优先级高得Pod。该策略可以通过设置Pod的PriorityClass来实现，
- 节点亲和性调度策略(NodeAffinity)：节点亲和性调度策略基于节点标签或其他条件，选择与Pod需要的条件相匹配的节点。可以通过在Pod定义中石油NodeAffinity配置实现。
- Pod清河县调度策略(PodAffinity)：Pod亲和性调度策略根据Pod的标签或其他条件，选择与Pod相似的其他Pod所在的节点，可以通过在Pod定义中使用PodAFFINITY配置实现。
- Pod互斥性调度策略(PodAntuAffinity)：Pod互斥性调度策略选择与Pod不相似的其他Pod所在节点，以避免同一节点上运行相似的Pod。这可以通过Pod定义中石油PodAntiAffinity配置实现。
- 资源限制调度策略(ResourceLimits)：资源限制调度策略选择可用资源最多的接地那，以满足Pod的资源需求。通过在Pod定义中使用ResourceLimits配置实现。
四、节点选择器NodeSelector
NodeSelector会将Pod根据定义的标签选定到匹配的Node上
NodeSelector示例
cat > nodeselector.yaml <<EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-ssd
spec:
containers:
- name: nginx-ssd
image: nginx:1.25.2
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 80
nodeSelector:
disktype: ssd
EOF应用YAML文件
# kubectl apply -f nodeselector.yaml
pod/nginx-ssd created查看Pod状态
# kubectl apply -f nodeselector.yaml
pod/nginx-ssd created
# kubectl get po nginx-ssd
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-ssd 0/1 Pending 0 33skubectl describe pod nginx-ssd
# kubectl describe pod nginx-ssd
Name: nginx-ssd
Namespace: default
Priority: 0
Service Account: default
Node: <none>
Labels: <none>
Annotations: <none>
Status: Pending
IP:
IPs: <none>
Containers:
nginx-ssd:
Image: nginx:1.25.2
Port: 80/TCP
Host Port: 0/TCP
Environment: <none>
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-cl9lb (ro)
Conditions:
Type Status
PodScheduled False
Volumes:
kube-api-access-cl9lb:
Type: Projected (a volume that contains injected data from multiple sources)
TokenExpirationSeconds: 3607
ConfigMapName: kube-root-ca.crt
ConfigMapOptional: <nil>
DownwardAPI: true
QoS Class: BestEffort
Node-Selectors: disktype=ssd
Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Warning FailedScheduling 73s default-scheduler 0/4 nodes are available: 1 node(s) had untolerated taint {node-role.kubernetes.io/control-plane: }, 3 node(s) didn't match Pod's node affinity/selector. preemption: 0/4 nodes are available: 4 Preemption is not helpful for scheduling..给Node打标签
# kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
master-1-230 Ready control-plane 24d v1.27.6
node-1-231 Ready <none> 24d v1.27.6
node-1-232 Ready <none> 24d v1.27.6
node-1-233 Ready <none> 18d v1.27.6
# kubectl get node --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
master-1-230 Ready control-plane 24d v1.27.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=master-1-230,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/control-plane=,node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers=
node-1-231 Ready <none> 24d v1.27.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-1-231,kubernetes.io/os=linux
node-1-232 Ready <none> 24d v1.27.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-1-232,kubernetes.io/os=linux
node-1-233 Ready <none> 18d v1.27.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-1-233,kubernetes.io/os=linux
# kubectl label node node-1-231 disktype=ssd
node/node-1-231 labeled查看Node(node-1-231) label
# kubectl get node node-1-231 --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
node-1-231 Ready <none> 24d v1.27.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=ssd,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-1-231,kubernetes.io查看Pod信息
# kubectl get po nginx-ssd
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-ssd 1/1 Running 0 5m37s
# kubectl describe po nginx-ssd |grep -i node
Node: node-1-231/192.168.1.231
Node-Selectors: disktype=ssd
Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Warning FailedScheduling 5m41s default-scheduler 0/4 nodes are available: 1 node(s) had untolerated taint {node-role.kubernetes.io/control-plane: }, 3 node(s) didn't match Pod's node affinity/selector. preemption: 0/4 nodes are available: 4 Preemption is not helpful for scheduling..
Normal Scheduled 2m7s default-scheduler Successfully assigned default/nginx-ssd to node-1-231五、节点亲和性NodeAffinity
目的是把Pod部署到符合要求的Node上。
关键词：
- requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：表示强匹配，必须要满足
- preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：表示弱匹配，尽可能满足，但不保证
示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: with-node-affinity
spec:
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: ##必须满足下面匹配规则
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: env
operator: In ##逻辑运算符支持：In,NotIn,Exists,DoesNotExist,Gt,Lt
values:
- test
- dev
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: ##尽可能满足，但不保证
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: project
operator: In
values:
- aminglinux
containers:
- name: with-node-affinity
image: redis:6.0.6说明：
- 同时指定Node Selector和Node Affinity，两者必须同时满足
- Node Affinity 指定多个nodeSelectorTerms，只需要一组满足就可以
- 当在nodeSelectorTerms中有包含多组matchExpressions，必须全部满足
node-affinity演示示例
cat > nodeAffinity.yaml << EOF
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: node-affinity
spec:
containers:
- name: my-container
image: nginx:1.25.2
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: special-node
operator: Exists
EOF给其中一个节点打标签
# kubectl label nodes node-1-232 special-node=true
node/node-1-232 labeled应用YAML文件
# kubectl apply -f nodeAffinity.yaml
pod/node-affinity created查看Pod所在node
# kubectl get node --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
master-1-230 Ready control-plane 24d v1.27.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=master-1-230,kubernetes.io/oontrol-plane=,node.kubernetes.io/exclude-from-external-load-balancers=
node-1-231 Ready <none> 24d v1.27.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=ssd,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-1-231,kube
node-1-232 Ready <none> 24d v1.27.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-1-232,kubernetes.io/os=
node-1-233 Ready <none> 18d v1.27.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=node-1-233,kubernetes.io/os=
# kubectl get pod node-affinity -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
node-affinity 1/1 Running 0 117s 10.244.29.12 node-1-232 <none> <none>
标签：4.5,node,ingress,kubernetes,节点,nginx,io,Pod,搞懂 From： https://www.cnblogs.com/pythonlx/p/17778091.html