可用性區域拓扑打散 - Container Compute Service

高可用是分布式任務執行過程中的重要要求，在ACS叢集中，您可以通過Kubernetes原生調度語義實現分布式任務的跨可用性區域打散，以達到高可用性區域部署的效果。您可以在拓撲分布約束協議欄位TopologyKey中指定拓撲標籤，實現對工作負載的可用性區域打散能力。本文詳細介紹在ACS中拓撲約束的約束條件和使用方式。

前提條件

已安裝調度器組件kube-scheduler，且版本滿足以下要求。
ACS叢集版本
調度器組件版本
1.31
v1.31.0-aliyun-1.2.0及以上
1.30
v1.30.3-aliyun-1.1.1及以上
1.28
v1.28.9-aliyun-1.1.0及以上
已安裝acs-virtual-node組件，版本為v2.12.0-acs.4或以上。

注意事項

ACS叢集內的節點均為虛擬節點。您可以在拓撲分布約束協議欄位TopologyKey中指定虛擬節點中的標籤，實現對工作負載的可用性區域打散能力。

針對不同種類的虛擬節點，ACS分別支援以下拓撲標籤。

虛擬節點類型	Label	含義	範例
普通虛擬節點	topology.kubernetes.io/zone	網路可用性區域	topology.kubernetes.io/zone: cn-shanghai-b
高效能網路GPU型虛擬節點	topology.kubernetes.io/zone	網路可用性區域	topology.kubernetes.io/zone: cn-shanghai-b
高效能網路GPU型虛擬節點	alibabacloud.com/hpn-zone	高速網路可用性區域	alibabacloud.com/hpn-zone: B1

ACS支援多種計算類型（compute class），對於不同的計算類型，在使用拓撲分布約束的其他協議欄位時還存在以下約束。

計算類型	協議欄位	含義	約束條件
通用型效能型	labelSelector	用於尋找匹配的Pod，匹配此標籤的Pod將被統計，以確定相應拓撲域中Pod的數量。	其他計算類型（GPU型、高效能網路GPU型）的Pod在計算匹配數量時不會參與統計。
通用型效能型	matchLabelKeys	配合labelSelector使用的標籤鍵列表，用於選擇需要計算分布方式的Pod集合。	其他計算類型（GPU型、高效能網路GPU型）的Pod在計算匹配數量時不會參與統計。
GPU型高效能網路GPU型	labelSelector	用於尋找匹配的Pod，匹配此標籤的Pod將被統計，以確定相應拓撲域中Pod的數量。	其他計算類型（通用型、效能型）的Pod在計算匹配數量時將不參與統計。
	matchLabelKeys	配合labelSelector使用的標籤鍵列表，用於選擇需要計算分布方式的Pod集合。	其他計算類型（通用型、效能型）的Pod在計算匹配數量時將不參與統計。
	nodeAffinityPolicy	表示在計算Pod拓撲分布偏差時將如何處理Pod的 nodeAffinity/nodeSelector。	不支援。
	nodeTaintsPolicy	表示在計算Pod拓撲分布偏差時將如何處理節點汙點。	不支援。

關於各欄位詳細資料的說明，請參考拓撲分布約束。

操作步驟

執行以下命令查看叢集中的虛擬節點。

kubectl get node

預期輸出：

NAME                            STATUS   ROLES   AGE     VERSION
virtual-kubelet-cn-hangzhou-i   Ready    agent   5h42m   v1.28.3-xx
virtual-kubelet-cn-hangzhou-j   Ready    agent   5h42m   v1.28.3-xx

使用以下YAML內容，建立dep-spread-demo.yaml檔案。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: dep-spread-demo
  labels:
    app: spread-demo
spec:
  replicas: 4
  selector:
    matchLabels:
      app: spread-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: spread-demo
    spec:
      containers:
      - name: spread-demo
        image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/acs/stress:v1.0.4
        command:
        - "sleep"
        - "infinity"
      # 指定可用性區域打散條件，maxSkew指定了各可用性區域之間的Pod數量相差不能超過一個
      topologySpreadConstraints:
      - maxSkew: 1
        topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
        whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
        labelSelector:
          matchLabels:
            app: spread-demo

執行以下命令，將dep-spread-demo部署到叢集。
```
kubectl apply -f dep-spread-demo.yaml
```

執行以下命令，查看Pod調度的分布情況。

kubectl get pod -o wide

預期輸出：

NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE                            NOMINATED NODE   READINESS GATES
dep-spread-demo-7c656dbf5f-6twkc   1/1     Running   0          2m29s   192.168.xx.xxx   virtual-kubelet-cn-hangzhou-i   <none>           <none>
dep-spread-demo-7c656dbf5f-cgxr8   1/1     Running   0          2m29s   192.168.xx.xxx   virtual-kubelet-cn-hangzhou-j   <none>           <none>
dep-spread-demo-7c656dbf5f-f4fz9   1/1     Running   0          2m29s   192.168.xx.xxx   virtual-kubelet-cn-hangzhou-j   <none>           <none>
dep-spread-demo-7c656dbf5f-kc6xf   1/1     Running   0          2m29s   192.168.xx.xxx   virtual-kubelet-cn-hangzhou-i   <none>           <none>

可以看到4個Pod分布在2個可用性區域。

ACS叢集版本	調度器組件版本
1.31	v1.31.0-aliyun-1.2.0及以上
1.30	v1.30.3-aliyun-1.1.1及以上
1.28	v1.28.9-aliyun-1.1.0及以上