4.8. 使用 pod 拓扑分布限制控制 pod 放置
您可以使用 pod 拓扑分布约束，提供对 pod 在节点、区、区域或其他用户定义的拓扑域间的放置的精细控制。在故障域间分布 pod 有助于实现高可用性和效率更高的资源利用率。
4.8.1. 使用案例示例
- 作为管理员，我希望我的工作负载在两个到十五个 pod 之间自动缩放。我希望确保当只有两个 pod 时，它们没有在同一节点上放置，以避免出现单点故障。
- 作为管理员，我希望在多个基础架构区域间平均分配 pod，以降低延迟和网络成本。如果出现问题，我希望确保我的集群可以自我修复。
4.8.2. 重要注意事项
- OpenShift Container Platform 集群中的 Pod 由 工作负载控制器 管理，如部署、有状态集或守护进程集。这些控制器为一组 pod 定义所需状态，包括如何在集群的节点间分布和扩展。您应该对组中的所有 pod 设置相同的 pod 拓扑分布限制，以避免混淆。在使用工作负载控制器（如部署）时，pod 模板通常会为您处理它。
-
混合不同的 pod 拓扑分布限制可能会导致 OpenShift Container Platform 行为混淆和故障排除。您可以通过确保拓扑域中的所有节点一致标记来避免这种情况。OpenShift Container Platform 会自动填充已知的标签，如
kubernetes.io/hostname。这有助于避免手动标记节点的需求。这些标签提供基本的拓扑信息，确保集群中具有一致的节点标签。 - 只有同一命名空间中的 pod 在因为约束而分散时才会被匹配和分组。
- 您可以指定多个 pod 拓扑分散约束，但您必须确保它们不会相互冲突。必须满足所有 pod 拓扑分布约束才能放置 pod。
4.8.3. 了解 skew 和 maxSkew
skew 指的是在不同拓扑域（如区或节点）之间与指定标签选择器匹配的 pod 数量的不同。
skew 是为每个域计算的，在那个域中 pod 数量与调度最小 pod 的 pod 数量之间绝对不同。设置 maxSkew 值会引导调度程序来维护均衡的 pod 发行版。
4.8.3.1. skew 计算示例
您有三个区域(A、B 和 C)，您希望在这些区间平均分配 pod。如果区域 A 具有 5 个 pod，区域 B 具有 3 个 pod，并且区域 C 具有 2 个 pod，以查找 skew，您可以减去域中当前从每个区域中 pod 数量最低的 pod 数量。这意味着区域 A 的 skew 是 3，区域 B 的 skew 是 1，并且区域 C 的 skew 为 0。
4.8.3.2. maxSkew 参数
maxSkew 参数定义两个拓扑域之间的 pod 数量的最大允许差异或 skew。如果将 maxSkew 设置为 1，则任何拓扑域中的 pod 数量不应与任何其他域的 1 不同。如果 skew 超过 maxSkew，调度程序会尝试将新 pod 放置到减少 skew, 遵循限制的方式。
使用前面的示例 skew 计算，skew 值超过默认 maxSkew 值 1。调度程序将新 pod 放置到区 B 和 zone C 中，以减少 skew 并实现更平衡的分发，确保没有拓扑域超过偏移 1。
4.8.4. pod 拓扑分布约束配置示例
您可以指定哪些 pod 要分组在一起，它们分散到哪些拓扑域以及可以接受的基点。
以下示例演示了 pod 拓扑分散约束配置。
根据区分发与指定标签匹配的 pod 示例
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: my-pod
labels:
region: us-east
spec:
securityContext:
runAsNonRoot: true
seccompProfile:
type: RuntimeDefault
topologySpreadConstraints:
- maxSkew: 1 1
topologyKey: topology.kubernetes.io/zone 2
whenUnsatisfiable: DoNotSchedule 3
labelSelector: 4
matchLabels:
region: us-east 5
matchLabelKeys:
- my-pod-label 6
containers:
- image: "docker.io/ocpqe/hello-pod"
name: hello-pod
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: false
capabilities:
drop: [ALL]
- 1
- 两个拓扑域间的 pod 数量的最大差别。默认为
1，您不能指定0值。 - 2
- 节点标签的密钥。具有此键和相同值的节点被视为在同一拓扑中。
- 3
- 如果不满足分布式约束，如何处理 pod。默认为
DoNotSchedule，它会告诉调度程序不要调度 pod。设置为ScheduleAnyway，它仍然会调度 pod，但调度程序会优先考虑 skew 的根据情况以使集群不要出现不平衡的情况。 - 4
- 匹配此标签选择器的 Pod 在分发时被计算并识别为组，以满足约束要求。确保指定标签选择器，否则就无法匹配 pod。
- 5
- 如果您希望以后正确计数此 Pod 规格，请确保此
Podspec 也会设置其标签选择器来匹配这个标签选择器。 - 6
- 用于选择要计算分布的 pod 的 pod 标签键列表。
演示单个 pod 拓扑分布约束的示例
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
name: my-pod
labels:
region: us-east
spec:
topologySpreadConstraints:
- maxSkew: 1
topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
labelSelector:
matchLabels:
region: us-east
containers:
- image: "docker.io/ocpqe/hello-pod"
name: hello-pod
前面的示例定义了一个 pod 拓扑分布约束的 Pod 规格。它与标记为 region: us-east 的 pod 匹配：在区域间分布，指定 skew 1，并在不满足这些要求时不调度 pod。
演示多个 pod 拓扑分布限制示例
kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
name: my-pod-2
labels:
region: us-east
spec:
topologySpreadConstraints:
- maxSkew: 1
topologyKey: node
whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
labelSelector:
matchLabels:
region: us-east
- maxSkew: 1
topologyKey: rack
whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
labelSelector:
matchLabels:
region: us-east
containers:
- image: "docker.io/ocpqe/hello-pod"
name: hello-pod
上例定义了有两个 pod 拓扑分布约束的 Pod 规格。在标有 region: us-east 的 pod 上匹配：指定 skew 1，并在不满足这些要求时不调度 pod。
第一个限制基于用户定义的标签 node 发布 pod，第二个约束根据用户定义的标签 rack 分发 pod。调度 pod 必须满足这两个限制。
