Kubernetes Pod 被驱逐是什么意思?
它们被终止,通常是没有足够资源的结果。但是为什么会这样呢?
驱逐是指派给节点的Pod 被终止的过程。Kubernetes 中最常见的情况之一是Preemption,为了在资源有限的节点中调度新的 Pod,需要终止另一个 Pod 以释放资源。
此外,Kubernetes 会不断检查资源并在需要时驱逐 Pod,这个过程称为节点压力驱逐。
在本文中,您将发现:
在 Kubernetes 中发生 Pod 驱逐的原因有多种。最重要的是:
抢占是这样一个过程:如果一个新的 Pod 需要被调度,但是没有任何合适的节点拥有足够的资源,那么 kube-scheduler 将通过驱逐(终止)一些优先级较低的 Pod 来检查新的 Pod 是否可以成为那个节点的一部分。
我们先了解一下 Kubernetes 调度是如何工作的。
Kubernetes调度是将 Pod分配给节点的过程。
默认情况下,有一个 Kubernetes 实体负责调度,称为kube-scheduler
将在控制平面中运行。Pod 将以 Pending 状态启动,直到找到匹配的节点。
将 Pod 分配给节点的过程遵循以下顺序:
在过滤步骤中, kube-scheduler
将选择当前 Pod 可能放置的所有节点。此处将考虑 Taints 和 Tolerations 等功能。完成后,它将有一个适合该 Pod 的节点列表。
在评分步骤中, kube-scheduler
将获取上一步的结果列表并为每个节点分配一个分数。这样,候选节点从最适合到最不适合排序。如果两个节点的分数相同,kube-scheduler 会随机对它们进行排序。
Filtering and Scoring process
但是,如果没有适合 Pod 运行的节点怎么办?
在这种情况下,Kubernetes 将启动抢占过程,尝试驱逐优先级较低的 Pod,以便分配新的 Pod。
在抢占过程中如何防止特定 Pod 被驱逐?
很有可能,一个特定的 Pod 对你来说很重要,永远不应该被终止。
这就是 Kubernetes 具有Priority Classes的原因。
优先级类是一个 Kubernetes 对象,它允许我们将数字优先级值映射到特定的 Pod。那些具有更高价值的 Pod 被归类为更重要并且不太可能被驱逐。
您可以使用以下方式查询当前的优先级:
kubectl get priorityclasses
kubectl get pc
NAME VALUE GLOBAL-DEFAULT AGE
system-cluster-critical 2000000000 false 2d
system-node-critical 2000001000 false 2d
让我们使用 Lovenstein 先生的 Berry Club 漫画做一个实际的例子:
https://www.mrlovenstein.com/ https://tapas.io/episode/220482
共有三个 Pod 分别代表蓝莓、树莓和草莓:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
blueberry 1/1 Running 0 4h41m
raspberry 1/1 Running 0 58m
strawberry 1/1 Running 0 5h22m
并且有两个优先等级:真莓和假莓。第一个将具有更高的值,表示更高的优先级。
apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
name: trueberry
value: 1000000
globalDefault: false
description: "This fruit is a true berry"
apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
name: falseberry
value: 5000
globalDefault: false
description: "This fruit is a false berry"
这意味着在抢占的情况下,树莓和草莓更有可能被驱逐,为更高优先级的 Pod 腾出空间。
然后通过将此添加到 Pod 定义来将优先级类分配给 Pod:
现在让我们尝试再添加三种水果,但要稍加改动。所有新水果都将包含更高的优先级,称为trueberry
。
由于三个新水果有节点无法满足的内存或 CPU 要求,kubelet
驱逐所有优先级低于新水果的 Pod。Blueberry 保持运行,因为它具有更高的优先级。
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
banana 0/1 ContainerCreating 0 2s
blueberry 1/1 Running 0 4h42m
raspberry 0/1 Terminating 0 59m
strawberry 0/1 Terminating 0 5h23m
tomato 0/1 ContainerCreating 0 2s
watermelon 0/1 ContainerCreating 0 2s
Kubernetes Priority Classes 实例
这是最终结果:
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
banana 1/1 Running 0 3s
blueberry 1/1 Running 0 4h43m
tomato 1/1 Running 0 3s
watermelon 1/1 Running 0 3s
除了抢占,Kubernetes 还会不断检查节点资源,如磁盘压力、CPU 或内存不足 (OOM)。
如果节点中的资源(如CPU或内存)消耗达到某个阈值,kubelet
将开始驱逐 Pod 以释放资源。将考虑服务质量 (QoS) 来确定驱逐顺序。
在 Kubernetes 中,Pod 提供三个QoS 类之一,这将定义在缺乏资源的情况下它们被驱逐的可能性,从不太可能到更有可能:
这些 QoS 等级是如何分配给 Pod 的?
这是基于对 CPU和内存的限制和请求
。提醒一句:
有关限制和请求的更多信息,请查看通过示例了解 Kubernetes 限制和请求
如果满足以下条件,Pod 将分配有保证的 QoS 等级:
Guaranteed Pod 在正常情况下不会被驱逐。
如果满足以下条件,Pod 将分配有可突发的 QoS 等级:
Burstable Pod 可以被驱逐,但比下一个类别更不可能。
如果出现以下情况,Pod 将分配有 BestEffort 的 QoS 等级:
在发生节点压力过程的情况下,BestEffort Pod 被驱逐的可能性最大。
重要提示:Limits 和 Requests 中可能还有其他资源,如 ephemeral-storage,但它们不用于 QoS Class 计算。
如前所述,QoS 类将被考虑用于节点压力驱逐。这是内部发生的过程。
kubelet 按照以下顺序对要驱逐的 Pod 进行排序:
BestEffort 或 Burstable
使用量超过 requests 的 PodBurstable
使用量低于 requests 的 Pod 或者 Guaranteed
PodKubernetes 将优先从第 1 组中驱逐 Pod,然后才会尝试在第 2 组驱逐。
上面的一些要点:
Guaranteed
Pod 通常不会被驱逐:kubelet
不会为了安排其他 Pod 而驱逐它们。但是如果某些系统服务需要更多资源,kubelet 将在必要时终止Guaranteed Pod
。本文重点介绍抢占和节点压力驱逐,但 Pod 也可以通过其他方式驱逐。例子包括:
可以使用 Kubernetes Eviction API 请求按需驱逐一个节点中的 Pod。
https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubernetes-api/v1.25/#create-eviction-pod-v1-core 请记住,Eviction API 不同于 Delete Pod,前者是 CREATE 动作,请求会创建 pods/eviction 子资源,后者是 DELETE 动作请求
可以使用 Prometheus 通过执行以下操作轻松监控 Pod 驱逐:
kube_pod_status_reason{reason="Evicted"} > 0
这将显示集群中所有被驱逐的 Pod。您还可以将它与 kube_pod_status_phase{phase="Failed"}
结合,以提醒那些在 Pod 出现故障后被驱逐的。
如果想深入挖掘,请查看以下有关在 Prometheus 中监控资源的文章:
在抢占(preemption)
期间,Kubernetes 将尝试通过驱逐优先级较低的 Pod 释放资源,来安排新的 Pod 。使用优先级类别(Priority Classes)
,可以控制哪些 Pod 在抢占时更有可能继续运行,因为它们被驱逐的可能性较小。
在执行期间,Kubernetes 将检查节点压力并在需要时驱逐 Pod。使用 QoS classes
,可以控制在节点压力的情况下哪些 Pod 更有可能被驱逐。
内存和 CPU 是节点中的重要资源,您需要配置 Pod、容器和节点以使用适量的内存和 CPU。如果您合理地管理这些资源,不仅可以降低成本,还可以确保重要流程无论如何都能继续运行。