[Kubernetes] Node Scheduling (nodeSelector, nodeName, Label/Taint/Toleration)

Node Schedule

kubernetes 배포가 더 크고 다양해지면 스케줄링 관리가 더욱 더 중요하다.
kube-scheduler가 Pod가 할당 될 Node를 결정하는 것을 의미한다. 

• nodeSelector : kube-scheduler에게 지정 Node 배치 요청 
• nodeName : 해당 Node의 kublet에게 직접 요청
• Affinitiy : 다양한 조건으로 Node 배치 요청 
• Tolerations : Taint가 설정된 Node 강제 허용 요청 
• schedulerName : Multi Cluster 환경인 경우 

Node Label 확인

kubectl get nodes --show-labels

NAME         STATUS   ROLES           AGE   VERSION   LABELS
k8s-master   Ready    control-plane   8d    v1.28.4   kubernetes.io/hostname=k8s-master,...
k8s-node1    Ready    <none>          8d    v1.28.4   kubernetes.io/hostname=k8s-node1,...
k8s-node2    Ready    <none>          8d    v1.28.4   kubernetes.io/hostname=k8s-node2,...

nodeSelector 사용

YAML 파일 생성

kubectl run sch-test1 --image=nginx:1.25.3 --dry-run=client -o yaml > sch-test1.yaml

nodeSelector 추가

- Node Label kubernetes.io/hostname=k8s-node1에 맞춰 설정.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sch-test1
spec:
  nodeSelector:
    kubernetes.io/hostname: k8s-node1
  containers:
    - image: nginx:1.25.3
      name: sch-test1

Pod 배포 및 상태 확인

kubectl apply -f sch-test1.yaml
kubectl get pods -o wide

NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE
sch-test1    1/1     Running   0          30s   10.111.156.120 k8s-node1

Node Label 추가 및 Overwrite

# Label 추가
kubectl label nodes k8s-node2 cputype=gpu
# Label 확인
kubectl get nodes k8s-node2 --show-labels
# Label 수정 (Overwrite)
kubectl label nodes k8s-node2 cputype=gpu2 --overwrite
# Label 삭제
kubectl label nodes k8s-node2 cputype-

nodeName 사용 

Pod YAML 수정

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sch-test3
spec:
  nodeName: k8s-node3
  containers:
    - image: nginx:1.25.3
      name: sch-test3

Pod 배포 및 상태 확인

kubectl apply -f sch-test3.yaml
kubectl get pods -o wide

NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE
sch-test3    1/1     Running   0          13s   10.111.218.99   k8s-node3

Taint와 Toleration

Taint와 Toleration은 Kubernetes의 Pod 스케줄링 정책에서 특정 Node에 제한을 두거나, 특정 Pod가 제한을 무시할 수 있도록 설정하는 데 사용된다. 

• Taint: 특정 Node에 "제약 조건"을 설정한다. 설정된 Taint는 해당 조건을 허용하지 않는 Pod의 스케줄링을 방지한다. 
• Toleration: Pod가 Taint 조건을 "무시"할 수 있도록 허용한다. 

Taint 설정

kubectl taint node k8s-node1 cputype=gpu:NoSchedule

Toleration 추가 Pod YAML에 tolerations 필드 추가

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: sch-test4
spec:
  tolerations:
    - key: "cputype"
      operator: "Equal"
      value: "gpu"
      effect: "NoSchedule"
  containers:
    - image: nginx:1.25.3
      name: sch-test4

Taint 해제

kubectl taint node k8s-node1 cputype=gpu:NoSchedule-