7. 쿠버네티스 스케줄링

l Pod 배포 스케줄 개요 - NodeSelector 설명

cordon/uncordon

Affinity Rules(연계배포규칙) 설명 - Toleration 설명

1. nodeSelector

파드를 배치할 노드를 선택하기 위해 노드에 정의된 레이블을 사용합니다.
레이블은 Key-Value 쌍으로 이우러진 메타데이터입니다.

1.1 nodeSelector 예시

(1) 노드에 레이블 설정

kubectl label nodes NODE_NAME service=web

(2) 노드 레이블 확인

kubectl get nodes --show-labels

(3) 특정 노드에 파드 위치하도록 설정

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: ssd-pod
spec:
  containers:
  - name: mycontainer
    image: nginx
  nodeSelector:
    service: web

2. Node Affinity 및 Anti-Affinity

2.1 Node Affinity

파드가 특정 조건을 만족하는 노드에 스케줄링되도록 하는 기능이며, 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
- requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
  - 파드가 반드시 조건을 만족하는 노드에만 스케줄링됩니다.
  - 조건을 만족하는 노드가 없으면 파드는 스케줄링되지 않습니다.
- preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
  - 조건을 만족하는 노드가 있다면 우선적으로 해당 노드에 스케줄링됩니다.
  - 조건을 만족하는 노드가 없으면 다른 노드에 스케줄링 될 수 있습니다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: example-pod
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: disktype
            operator: In
            values:
            - ssd
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: region
            operator: In
            values:
            - east
  containers:
  - name: mycontainer
    image: nginx

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution는 disktype이 ssd인 노드에만 파드를 스케줄링합니다.
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution는 region이 east인 노드를 선호하지만, 해당 노드가 없으면 다른 노드에 스케줄링될 수 있습니다.

2.2 Node Anti-Affinity

다른 파드와 겹치지 않게 할 때 사용합니다.
파드가 특정 노드에 스케줄링되지 않도록 설정하는 방법으로 크게 두 가지 유형이 있습니다.
- requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
  - 파드가 반드시 조건을 만족하지 않는 노드에만 스케줄링됩니다.
- preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
  - 조건을 만족하지 않는 노드에 우선적으로 스케줄링되지만, 필요하다면 다른 노드에 스케줄링될 수 있습니다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: example-pod
spec:
  affinity:
    podAntiAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: app
            operator: In
            values:
            - myapp
        topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        podAffinityTerm:
          labelSelector:
            matchExpressions:
            - key: app
              operator: In
              values:
              - otherapp
          topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
  containers:
  - name: mycontainer
    image: nginx

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution는 app=myapp 라벨을 가진 파드와 같은 노드에 스케줄링되지 않도록 합니다.
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution는 app=otherapp 라벨을 가진 파드와 같은 노드에 스케줄링되지 않도록 선호하지만, 조건을 만족하지 않더라도 스케줄링될 수 있습니다.

Topology Key

topologyKey는 노드 간의 관계를 정의합니다. 일반적으로 kubernetes.io/hostname을 사용하여 같은 노드에 스케줄링되는지를 결정합니다.
다른 토폴로지 키를 사용하여 동일한 리전, 존, 랙 등에 배치되는지 여부를 제어할 수 있습니다.
위 예제는 특정 파드가 동일한 노드에 배치되지 않도록 하는 방법입니다.

3. Pod Affinity 및 Pod Anti-Affinity

특정 파드가 다른 파드와 같은 노드 또는 다른 노드에 배치되도록 합니다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: example-pod
spec:
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchLabels:
            app: frontend
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
    podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        podAffinityTerm:
          labelSelector:
            matchLabels:
              app: backend
          topologyKey: kubernetes.io/hostname
containers:
- name: mycontainer
  image: nginx

podAffinity는 app=frontend 라벨을 가진 파드가 있는 노드에 example-pod를 배치합니다.
podAntiAffinity는 app=backend 라벨을 가진 파드가 없는 노드에 example-pod를 우선 배치합니다.

4. Taint 및 Tolerations

파드가 특정 노드에 스케줄링되지 않도록 제한하거나, 특정 조건을 충족하는 노드에만 스케줄링되도록 제어하는 방법입니다.
노드에 Taint를 설정하면 파드가 스케줄링 되지 않으며, Toleration이 있는 파드만 스케줄링될 수 있습니다.

4.1 노드에 Taint 설정

kubectl taint nodes <node-name> key=value:effect
ex)kubectl taint nodes worker02 disktype=ssd:NoSchedule

Taint 효과

NoSchedule: 이 Taint를 가진 노드에는 Toleration이 있는 파드만 스케줄링될 수 있습니다.
PreferNoSchedule: 가능하면 이 Taint를 가진 노드에는 Toleration이 있는 파드만 스케줄링하려고 합니다.
NoExecute: Toleration이 없는 기존 파드는 이 노드에서 축출됩니다.

4.2 파드에 Toleration 설정

Tolerations는 파드에 설정되며, 특정 Taint를 가진 노드에 스케줄링될 수 있도록 허용합니다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: example-pod
spec:
  tolerations:
  - key: "disktype"
    operator: "Equal"
    value: "ssd"
    effect: "NoSchedule"
  containers:
  - name: mycontainer
    image: nginx

disktype=ssd와 NoSchedule 효과를 가진 Taint를 허용하여, 해당 Taint를 가진 노드에 파드를 스케줄링할 수 있도록 합니다.