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阿里云容器服务ACK实现ECI Pod可用区打散以及亲和调度-云淘科技

• 阿里云容器服务
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高可用以及高性能是分布式任务执行过程中的重要要求。在ACK Serverless集群Pro版中，您可以通过Kubernetes原生调度语义实现分布式任务的跨可用区打散，以达到高可用区部署的要求，或者通过Kubernetes原生调度语义实现分布式任务在指定可用区中的亲和性部署，以达到高性能部署的要求。本文介绍如何实现ECI Pod可用区打散以及亲和调度。

重要

本文功能目前处于白名单测试阶段，请提交工单后使用。

索引

  • 前提条件

  • 注意事项

  • 相关概念

  • 实现ECI Pod可用区打散以及亲和调度

    • 示例一：通过拓扑分布约束（Topology Spread Constraints）实现跨可用区打散

    • 示例二：通过nodeAffinity和podAffinity实现可用区亲和

  • ECI严格拓扑打散功能介绍

前提条件

  • 已安装ACK Serverless集群Pro版，且集群版本为1.22及以上。详细信息，请参见创建ASK集群。

  • 已安装kube-scheduler组件。详细信息，请参见kube-scheduler。

  • 调度ECI Pod时，已确保您当前期望调度的目标可用区vSwitch已在ECI Profile中完成配置。

  • 仅当Pod中带有Node亲和nodeAffinity、Pod亲和podAffinity和拓扑打散topologySpreadConstraints字段或存在匹配的ResourcePolicy时才会启用该功能。

注意事项

  • 调度ECI Pod时，目前仅支持设置topologyKey为topology.kubernetes.io/zone的用法。

  • 调度ECI Pod时，不支持通过Annotation的方式设定ECI Pod的vSwitch顺序。当Pod申明了vSwitch顺序时，该功能将被自动禁用。

  • 调度ECI Pod不支持与FastFailed模式同时使用。当Pod申明了FastFailed模式时，该功能将被自动禁用。

相关概念

  • 关于打散部署以及亲和部署的详细说明，请参见官方文档拓扑分布约束和将Pod指派给节点。

  • NodeAffinity

  • PodAffinity

  • maxSkew

实现ECI Pod可用区打散以及亲和调度

下文将在1.22版本的ACK Serverless集群Pro版中演示ECI Pod可用区打散以及亲和调度功能。

示例一：通过拓扑分布约束（Topology Spread Constraints）实现跨可用区打散

  1. 在工作负载申明中增加拓扑分布约束。

    Pod的Spec字段中或Deployment、Job等工作负载的PodTemplate的Spec字段中，可以通过以下方式申明一个拓扑分布约束。

      topologySpreadConstraints:
    - maxSkew: 
      minDomains:  # 可选，从v1.25开始成为Beta。
      topologyKey: 
      whenUnsatisfiable: 
      labelSelector: 
      matchLabelKeys:  # 可选，从v1.27开始成为Beta。
      nodeAffinityPolicy: [Honor|Ignore] # 可选，从v1.26开始成为Beta。
      nodeTaintsPolicy: [Honor|Ignore] # 可选，从v1.26开始成为Beta。

    本示例将创建一个在多个可用区上均匀分布的Deployment。关于参数的详细信息，请参见topologySpreadConstraints字段。以下为该Deployment的YAML文件。
    

    展开查看YAML文件
    

    apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: with-pod-topology-spread
  labels:
    app: with-pod-topology-spread
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: with-pod-topology-spread
  template:
    metadata:
      labels:
        app: with-pod-topology-spread
    spec:
      topologySpreadConstraints:
        - maxSkew: 1
          topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
          whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
          labelSelector:
            matchLabels:
              app: with-pod-topology-spread
      containers:
      - name: with-pod-topology-spread
        image: registry.k8s.io/pause:2.0
        resources:
          requests:
            cpu: "1"
            memory: "256Mi"
    


  2. 

    创建工作负载。
    

    将上面的代码保存为deployment.yaml，并执行以下命令将Deployment提交到集群中。
    

    kubectl apply -f deployment.yaml
    

    3. 

  3. 

    

    验证工作负载调度结果。
    

      

    • 

      通过以下命令查看生产出的Pod所在的节点。
      

      kubectl get po -lapp=with-pod-topology-spread -ocustom-columns=NAME:.metadata.name,NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v ""
      

      • 

    • 

      通过以下命令查看生产出的Pod在各个可用区中的数量。
      

      kubectl get po -lapp=with-pod-topology-spread -ocustom-columns=NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "" | xargs -I {} kubectl get no {} -ojson | jq '.metadata.labels["topology.kubernetes.io/zone"]' | sort | uniq -c
      

      • 

    

    

    4. 



    

    示例二：通过nodeAffinity和podAffinity实现可用区亲和
    

      

    1. 

      在工作负载申明中增加亲和性约束。
      

      本示例将创建在单个可用区上聚集分布的Deployment。关于参数的详细信息，请参见节点亲和性。以下为该Deployment的YAML文件。
      

      展开查看YAML文件
      

      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: with-affinity
  labels:
    app: with-affinity
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: with-affinity
  template:
    metadata:
      labels:
        app: with-affinity
    spec:
      affinity:
        podAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - with-affinity
            topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
      containers:
      - name: with-affinity
        image: registry.k8s.io/pause:2.0
      

      若您希望指定可用区进行部署，可以将示例中的podAffinity删去，在nodeAffinity添加如下约束。下方约束表明Pod必须在可用区cn-beijing-a上进行部署。
      

      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
  nodeSelectorTerms:
  - matchExpressions:
    - key: topology.kubernetes.io/zone
      operator: In
      values:
      - cn-beijing-a
      

      以下为nodeAffinity的完整示例，表明Pod必须在可用区cn-beijing-a上进行部署。
      

      展开查看YAML详情
      

      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: with-affinity
  labels:
    app: with-affinity
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: with-affinity
  template:
    metadata:
      labels:
        app: with-affinity
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: topology.kubernetes.io/zone
                operator: In
                values:
                - cn-beijing-a
      containers:
      - name: with-affinity
        image: registry.k8s.io/pause:2.0
      

      2. 

    2. 

      创建工作负载。
      

      将上面的代码保存为deployment.yaml，并执行以下命令将Deployment提交到集群中。
      

      kubectl apply -f deployment.yaml
      

      3. 

    3. 

      

      验证工作负载调度结果。
      

        

      • 

        通过以下命令查看生产出的Pod所在的节点。
        

        kubectl get po -lapp=with-affinity -ocustom-columns=NAME:.metadata.name,NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v ""
        

        • 

      • 

        通过以下命令查看生产出的Pod在各个可用区中的数量。
        

        kubectl get po -lapp=with-affinity -ocustom-columns=NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "" | xargs -I {} kubectl get no {} -ojson | jq '.metadata.labels["topology.kubernetes.io/zone"]' | sort | uniq -c
        

        • 

      

      

      4. 

    

    


    

    ECI严格拓扑打散功能介绍
    

    在保持默认状态不变的情况下，当配置了强制打散约束时，Scheduler会将所有Pod均匀放置到所有可用区上，但并不考虑ECI Pod的生产结果。如下图所示，假设将打散功能的maxSkew设置为1。关于maxSkew，请参见maxSkew。阿里云容器服务ACK实现ECI Pod可用区打散以及亲和调度-云淘科技
    

    此时若可用区B和C中生产ECI Pod失败，则可用区A上会放置2个ECI Pod，其他两个可用区没有ECI Pod，从而破坏打散功能的maxSkew约束。
    

    当严格拓扑打散功能开启后，在ACK Serverless集群Pro版中，调度器将严格保证Pod的强制打散需求得到满足。Scheduler会在可用区A、B、C上各放置1个Pod，剩下的Pod将处于Pending状态，等待现有Pod生产，如下图所示。阿里云容器服务ACK实现ECI Pod可用区打散以及亲和调度-云淘科技
    

    当PodA1生产成功后，Pending状态的Pod将继续Pending，这是由于可用区B以及可用区C上的ECI Pod仍然可能生产失败，Pod放置于任意可用区仍然可能导致生产结束后破坏maxSkew约束。当PodB1生产成功后，Scheduler将会放置一个Pod在可用区C。如下图所示，其中橙色背景的Pod为生产完成的Pod。阿里云容器服务ACK实现ECI Pod可用区打散以及亲和调度-云淘科技
    

    若您不需要严格拓扑打散功能，请将拓扑打散约束中的调度条件whenUnsatisfiable设置为ScheduleAnyway。详细信息，请参见分布约束定义。
    

    

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    转转请注明出处：https://www.yunxiaoer.com/170840.html
                            

                        
    
                        
    
                            
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                                    2023年12月10日
            
      
                            
      
        
      
    
      

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                            2023年12月9日
            
      
                            
      
        
      
    
      

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