Container Service for Kubernetes:特定のノードプールへのアプリケーションのスケジューリング

仕組み

特定のノードプールへの Pod のスケジューリングでは、ネイティブの Kubernetes スケジューリングメカニズムが使用されます。このメカニズムは、ノードの ラベル を使用して、Pod をノードプール内のノードと照合します。プロセスは次のとおりです。

1. ノードプールにラベルを設定します。ノードプールは、同じ構成を持つノードのグループを管理します。ノードプールに ノードラベル (Labels) を設定すると、Container Service for Kubernetes (ACK) はそのラベルをプール内のすべてのノードに同期します。これには、スケールアウト中に追加される新しいノードも含まれます。

   [ノードプールの設定] を選択し、既存のノードのテイント (Taints) とノードラベル (Labels) を同期して更新する にチェックを入れると、ACK はノードラベルを既存のノードに自動的に同期します。

2. Pod のスケジューリングルールを定義します。Pod の YAML ファイルで、<a href="https://kubernetes.io/docs/concepts/scheduling-eviction/assign-pod-node/#nodeselector" id="09ff6ac5341l1">nodeSelector</a> または <a href="https://kubernetes.io/docs/concepts/scheduling-eviction/assign-pod-node/#node-affinity" id="95866abd0a387">nodeAffinity</a> を使用して、ターゲットノードのラベルを指定します。

3. (任意) 排他的アクセスを構成します。ノードプールに Taint を構成して、対応する Toleration を持つ Pod のみがそのノードプールにスケジュールされるようにすることができます。

4. 自動スケジューリング。スケジューラは、前述のルールに基づいて、指定された条件を満たすノードに Pod を自動的にスケジュールします。

ステップ 1：ノードプールのラベル設定

カスタムラベルをノードプールに追加して、ビジネスプロパティや環境を識別し、スケジューリング管理を簡素化できます。

ACK は、各ノードプールに対してグローバルに一意なラベル alibabacloud.com/nodepool-id を自動的に作成します。このラベルを使用して、ノードプールを完全に一致させることができます。

1. Container Service for Kubernetes (ACK) コンソール にログインします。左側のナビゲーションウィンドウで、クラスターリスト をクリックします。

2. クラスターリスト ページで、お使いのクラスターの名前をクリックし、左側のナビゲーションウィンドウで ノード > ノードプール をクリックします。

3. 送信先ノードプールのアクション列で、編集をクリックします。詳細オプションセクションを展開し、以下のパラメーターを設定します。

   • ノードラベル (Labels)：

     • キー：フォーマットは prefix/name です。

       • name (必須)：名前は 1～63 文字で、英数字 [a-z0-9A-Z] で始まり、英数字、ハイフン (-)、アンダースコア (_)、ピリオド (.) を含めることができます。

       • prefix (任意)：プレフィックスは DNS サブドメイン である必要があります。DNS サブドメインは、ピリオド (.) で区切られた DNS ラベルで構成されます。プレフィックスは 253 文字以内で、スラッシュ (/) で終わる必要があります。

         kubernetes.io/ プレフィックスは Kubernetes のコアコンポーネント用に予約されています。したがって、この名前空間のタグキーは、kubelet.kubernetes.io/ や node.kubernetes.io/ などの許可されたプレフィックスで始まる必要があります。

     • 値（任意）：値は最大 63 文字の長さにすることができます。先頭および末尾は英数字 [a-z0-9A-Z] で始まり、終わる必要があります。また、英字、数字、ハイフン (-)、アンダースコア (_)、およびピリオド (.) を含めることができます。

   • (任意) 必要に応じて、既存のノードのテイント (Taints) とノードラベル (Labels) を同期して更新する を選択します。

4. 左側のナビゲーションウィンドウで、ノード > ノード を選択します。次に、ラベルとテイントの管理 をクリックし、タグ タブでノードラベルを表示します。

ステップ 2：アプリケーションスケジューリングポリシーの設定

ノードプールのラベルを取得した後、アプリケーションの YAML ファイルで nodeAffinity または nodeSelector を設定して、アプリケーションを送信先のノードプールにスケジュールできます。

• nodeSelector：Pod をノードにアタッチする簡単な方法を提供します。ラベルの完全一致を使用して、Pod を特定のノードにデプロイします。

• nodeAffinity: nodeSelector よりも柔軟性が高い。

  • 完全一致だけでなく、In、NotIn、Exists などの式もサポートします。

  • ソフトアフィニティ (preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution) をサポートします。これは、スケジューラが条件を満たすノードへの Pod のスケジューリングを優先することを意味します。そのようなノードが利用できない場合、Pod は他のノードにスケジュールされることがあります。

1. deployment.yaml ファイルを作成します。

   nodeAffinity

   nodeAffinity には、次のスケジューリングポリシーが含まれます：

   • requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution (ハードアフィニティ)：Pod は条件を満たすノードにスケジュールされる必要があります。条件を満たすノードがない場合、Pod はスケジュールできず、Pending 状態のままになります。

   • preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution (ソフトアフィニティ)：スケジューラは、条件を満たすノードへの Pod のスケジューリングを優先します。そのようなノードが見つからない場合、スケジューラはこのプリファレンスを無視し、利用可能な別のノードに Pod をスケジュールします。

   次の例は、アプリケーションがラベル pod: nginx を持つノードで実行されるようにする方法を示しています。

   apiVersion: apps/v1
   kind: Deployment
   metadata:
     name: nginx-with-affinity
     labels:
       app: nginx
   spec:
     replicas: 2
     selector:
       matchLabels:
         app: nginx
     template:
       metadata:
         labels:
           app: nginx
       spec:
         affinity:
           nodeAffinity:
             # ハード要件：Pod は条件を満たすノードにスケジュールされる必要があります。
             requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
               nodeSelectorTerms:
               - matchExpressions:
                 - key: pod         # ノードラベルのキー
                   operator: In
                   values:
                   - nginx        # ノードラベルの値
         containers:
         - name: nginx-with-affinity
           image: anolis-registry.cn-zhangjiakou.cr.aliyuncs.com/openanolis/nginx:1.14.1-8.6
           ports:
           - containerPort: 80
           # 本番環境では、サービス品質 (QoS) を確保するためにコンテナのリソース要件を宣言します。
           resources:
             requests:
               cpu: "100m"
               memory: "128Mi"
             limits:
               cpu: "200m"
               memory: "256Mi"

   nodeSelector

   次の例は、アプリケーションが常にラベル pod: nginx を持つノードで実行されるようにする方法を示しています。

   apiVersion: apps/v1 
   kind: Deployment
   metadata:
     name: nginx-deployment-basic
     labels:
       app: nginx
   spec:
     replicas: 2
     selector:
       matchLabels:
         app: nginx
     template:
       metadata:
         labels:
           app: nginx
       spec:
         nodeSelector:
           pod: nginx      # Pod が送信先ノードで実行されるように、ノードにこのラベルが含まれている必要があることを指定します。
         containers:
         - name: nginx
           image: anolis-registry.cn-zhangjiakou.cr.aliyuncs.com/openanolis/nginx:1.14.1-8.6
           ports:
           - containerPort: 80
           # 本番環境では、サービス品質 (QoS) を確保するためにコンテナのリソース要件を宣言します。
           resources:
             requests:
               cpu: "100m"
               memory: "128Mi"
             limits:
               cpu: "200m"
               memory: "256Mi"

2. アプリケーションをデプロイします。

   kubectl apply -f deployment.yaml

3. Pod の実行ステータスとスケジューリング結果を確認します。

   -o wide パラメーターを追加して、Pod がスケジュールされている特定のノードを表示できます。

   kubectl get pods -l app=nginx -o wide

   出力で Pod が送信先ノードにスケジュールされているかどうかを確認できます。

参考

• ノードプールを使用したノード管理に加えて、シングルノードにラベルを設定して、より詳細なスケジューリングを実現することもできます。詳細については、「ノードラベルの管理」をご参照ください。

• Pod が異常な状態 (例えば、長時間 Pending 状態のままなど) にある場合は、「Pod の例外のトラブルシューティング」をご参照ください。

• ACK は、異なるインスタンスリソースの順次スケールアウトと逆順スケールイン、ノードの実際のリソース使用量に基づく負荷感知スケジューリングなど、より柔軟なスケジューリングポリシーを提供します。詳細については、「ACK が提供するスケジューリングポリシー」をご参照ください。

• ハードアフィニティスケジューリングを使用し、クラスター内に条件を満たすノードがない場合、ACK は、対応するラベルを持ち、自動スケーリングが有効になっているノードプールから新しいノードを自動的にスケールアウトします。

• ノードプール機能が導入される前に作成された古いクラスターには、管理外のワーカーノードが含まれている場合があります。詳細については、「管理外ノードのノードプールへの移行」をご参照ください。