一、为什么要有亲和力和反亲和力？

当我们想把Pod部署到指定的node节点时，可以采用Label+NodeSelector或者污点Traint+容忍度Toloration，其中NodeSelector的主动权在Pod，也就是Pod可以根据Node节点上的标签来选择要部署的节点；而污点主动权在于节点，只有Pod配置该污点对应的容忍度之后才能部署到对应节点上。

但这两种方式都只是比较简单的选择节点，不能应对复杂调整的节点选择，比如要把Pod部署到标签不是xxx的节点上，那么无论是NodeSelector还是污点，都是做不到的，这个时候就需要用到亲和力了，它能够满足复杂条件的Node节点的选择，此外支持Pod的选择，比如支持跟某个Pod部署在一起等。

亲和力除了拥有NodeSelector和污点全部功能之外，还支持强制选择和优先选择两种策略，使得选择更加灵活。

二、简单使用

亲和力和反亲和力有三种类型，分别是NodeAffinity（节点亲和力）、PodAffinity（Pod亲和力）和PodAntiAffinity（Pod反亲和力）。
上面所有的亲和力都支持requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution和preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution两种策略，这两种策略可以同时使用。
（1）requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：硬亲和力，强制要求。
（2）preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution：软亲和力，优先要求，允许不满足的情况。

1、节点亲和力

节点亲和力的作用跟NodeSelector类似，作用于Node节点上，可以支持复杂的选择条件。

（1）环境准备
查看当前node节点的标签

[root@test-99 ~]# kubectl get node --show-labels
NAME      STATUS   ROLES    AGE   VERSION   LABELS
develop   Ready    work     9d    v1.21.0   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=develop,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/work=,node.kubernetes.io/node=
test-99   Ready    master   9d    v1.21.0   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=test-99,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/master=,node.kubernetes.io/node=

给develop节点定义一个标签normal-node=1

[root@test-99 ~]# kubectl label node develop normal-node=1
node/develop labeled
[root@test-99 ~]# kubectl get node --show-labels
NAME      STATUS   ROLES    AGE   VERSION   LABELS
develop   Ready    work     9d    v1.21.0   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=develop,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/work=,node.kubernetes.io/node=,normal-node=1
test-99   Ready    master   9d    v1.21.0   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=test-99,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/master=,node.kubernetes.io/node=

（1）定义一个节点亲和力

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment-with-node-affinity
  labels:
    app: nginx-with-node-affinity
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-with-node-affinity
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-with-node-affinity
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: normal-node
                operator: In
                values:
                - "1"
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - weight: 1
            preference:
              matchExpressions:
              - key: another-node-label-key
                operator: In
                values:
                - another-node-label-value
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80

在上面的配置中，我们定义了一个Deployment，并在Pod中配置了亲和力，并同时配置了requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution和preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution两种策略，这两种策略的配置有些不同。其中requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution通过nodeSelectorTerms配置多个节点选择条件，而preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution则通过weight来区分优先级。

matchExpressions用于配置匹配表达式，其中key对应node节点的标签，例如上面的normal-node和another-node-label-key，values对应的是值，而operator表示操作符，有以下多种操作符：

In ： label值需要是values列表中的其中一项
NotIn： label值不能是values列表中的其中一项
Exists：存在某个label
DoesNotExist：不能存在某个label
Gt：label值大于values（只能是数字）
Lt：label值小于values（只能是数字）

（2）测试
通过kubectl apply -f xxx执行创建之后，可以通过kubectl get pods -o wide查看Pod的部署情况。

[root@test-99 affinities]# kubectl get pods -owide
NAME                                                   READY   STATUS      RESTARTS   AGE     IP               NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deployment-with-node-affinity-54c55b4dcc-f9jfc   1/1     Running     0          8s      192.168.43.103   develop   <none>           <none>
nginx-deployment-with-node-affinity-54c55b4dcc-pknmr   1/1     Running     0          8s      192.168.43.102   develop   <none>           <none>

2、Pod亲和力

Pod亲和力作用于Pod上，比如我们希望新部署的Pod跟已存在的Pod部署在同一个节点上。

（1）环境准备

我们在上面的例子上进行测试Pod亲和力，如下面的Pod信息，我们选择app=nginx-with-node-affinity作为Pod亲和力条件。

[root@test-99 affinities]# kubectl get pods --show-labels
NAME                                                   READY   STATUS      RESTARTS   AGE     LABELS
nginx-deployment-with-node-affinity-7fcd75fd68-gm67s   1/1     Running     0          11s     app=nginx-with-node-affinity,pod-template-hash=7fcd75fd68
nginx-deployment-with-node-affinity-7fcd75fd68-zvpzq   1/1     Running     0          11s     app=nginx-with-node-affinity,pod-template-hash=7fcd75fd68

（2）定义一个Pod亲和力

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment-with-pod-affinity
  labels:
    app: nginx-with-pod-affinity
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-with-pod-affinity
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-with-pod-affinity
    spec:
      affinity:
        podAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - nginx-with-node-affinity
            topologyKey: kubernetes.io/hostname
          preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - weight: 1
            podAffinityTerm:
              labelSelector: 
                matchExpressions:
                - key: another-node-label-key
                  operator: In
                  values:
                  - another-node-label-value
              topologyKey: kubernetes.io/hostname
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80

Pod亲和力的配置与节点亲和力的配置比较类型，差别比较大的是Pod亲和力需要配置topologyKey，用于指定拓扑域，其中label=value为一个拓扑域，也就是及时label相同，但是value不同，也是不同的拓扑域，拓扑域可以简单理解为node节点上的标签。

（3）测试

通过kubectl apply -f创建Deployment之后，通过kubectl get pods -o wide查看到Pod的部署情况与预期一致。

[root@test-99 affinities]# kubectl apply -f 02-create-pod-affinity.yml 
deployment.apps/nginx-deployment-with-pod-affinity created
[root@test-99 affinities]# kubectl get pods  -owide
NAME                                                   READY   STATUS      RESTARTS   AGE     IP                NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deployment-with-node-affinity-7fcd75fd68-gm67s   1/1     Running     0          11m     192.168.43.107    develop   <none>           <none>
nginx-deployment-with-node-affinity-7fcd75fd68-zvpzq   1/1     Running     0          11m     192.168.43.108    develop   <none>           <none>
nginx-deployment-with-pod-affinity-5457887b6b-xpbvg    1/1     Running     0          6s      192.168.43.109    develop   <none>           <none>

3、Pod反亲和力

这个是用得比较多的功能，比如我们部署Redis集群，希望每个Redis Pod不要部署在同一个node节点上，这时候就可以用Pod反亲和力。

（1）定义一个Pod反亲和力

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment-with-pod-anti-affinity
  labels:
    app: nginx-with-pod-anti-affinity
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-with-pod-anti-affinity
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-with-pod-anti-affinity
    spec:
      affinity:
        podAntiAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - nginx-with-pod-anti-affinity
            topologyKey: kubernetes.io/hostname
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80

在上面的配置中，我们给pod打上了app=nginx-with-pod-anti-affinity的标签，但是Pod配置了反亲和力Pod不能配置在同一个节点上存在app=nginx-with-pod-anti-affinity标签的Pod，从而达到了每个Pod部署在不同节点上的效果。

[root@test-99 affinities]# kubectl get pods -owide
NAME                                                       READY   STATUS      RESTARTS   AGE     IP               NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deployment-with-node-affinity-7fcd75fd68-gm67s       1/1     Running     0          36m     192.168.43.107   develop   <none>           <none>
nginx-deployment-with-node-affinity-7fcd75fd68-zvpzq       1/1     Running     0          36m     192.168.43.108   develop   <none>           <none>
nginx-deployment-with-pod-affinity-5457887b6b-xpbvg        1/1     Running     0          24m     192.168.43.109   develop   <none>           <none>
nginx-deployment-with-pod-anti-affinity-55bb56c776-4rzl7   1/1     Running     0          2m27s   192.168.252.86   test-99   <none>           <none>
nginx-deployment-with-pod-anti-affinity-55bb56c776-z9jht   1/1     Running     0          2m27s   192.168.43.110   develop   <none>           <none>

文章作者: 一个中年人

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一、为什么要有亲和力和反亲和力？

二、简单使用

1、 节点亲和力

2、Pod亲和力

3、Pod反亲和力

1、节点亲和力