深入剖析 Kubernetes 节点操纵：Cordon、Uncordon 和 Drain 的使用与最佳实

择要

Kubernetes 是一个用于主动化容器部署、扩展和管理的开源系统，而节点管理是其核心功能之一。cordon、uncordon 和 drain 是 Kubernetes 提供的与节点操纵相干的三个重要命令，用于节点的调理控制和维护管理。本文将从概念、命令剖析、内部机制和最佳实践等多方面，深入剖析这三个命令的功能、作用及其在现实场景中的应用。

---

1. 背景与概述

在 Kubernetes 集群中，Node（节点）是运行 Pod 的基本单元。当一个节点需要举行维护、升级或下线时，必须确保节点上的负载安全地迁移，同时避免对应用服务造成中断。为此，Kubernetes 提供了一套与节点状态管理相干的工具：

• kubectl cordon：标记节点为不可调理状态。
  
• kubectl uncordon：将节点恢复为可调理状态。
  
• kubectl drain：驱逐节点上的 Pod，并主动将节点设置为不可调理。
  

---

2. 三个命令的核心概念

2.1. cordon

cordon 命令的核心功能是将节点标记为 Unschedulable。在此状态下，调理器（Scheduler）将不会向该节点分配新的 Pod。

• 实现原理：
  
  
  
  • cordon 会修改节点的 spec.unschedulable 字段，将其设置为 true。
    
  • 调理器在调理 Pod 时，会跳过所有被标记为 Unschedulable 的节点。
    
  
  
• 使用场景：
  
  
  
  • 暂时克制新 Pod 调理到节点上（比方，预备举行维护）。
    
  • 不影响当前正在运行的 Pod。
    
  
  
• 命令示例：
  
  1. kubectl cordon node-name

  复制代码

2.2. uncordon

uncordon 命令是 cordon 的逆操纵，用于将节点从不可调理状态恢复为可调理状态。

• 实现原理：
  
  
  
  • 修改节点的 spec.unschedulable 字段，将其设置为 false。
    
  • 调理器会重新将该节点纳入候选节点集合，用于分配新的 Pod。
    
  
  
• 使用场景：
  
  
  
  • 在节点完成维护或问题修复后，恢复其正常调理能力。
    
  
  
• 命令示例：
  
  1. kubectl uncordon node-name

  复制代码

2.3. drain

drain 是一个更复杂的操纵，通常在节点需要举行维护时使用。它不仅会标记节点为不可调理，还会逐一驱逐（Evict）该节点上的所有 Pod。

• 实现原理：
  
  
  
  • 调用 cordon 将节点标记为不可调理。
    
  • 对节点上的所有 Pod 逐一发起驱逐哀求，除非：
    
    
    
    • Pod 属于 DaemonSet（默认举动，可通过参数调整）。
      
    • Pod 的 local-storage 字段为 true，或未设置支持驱逐。
      
    
    
  • 在所有驱逐任务完成后，节点上仅保留不支持驱逐的 Pod。
    
  
  
• 参数与选项：
  
  
  
  • --ignore-daemonsets：忽略 DaemonSet 创建的 Pod，不会尝试驱逐它们。
    
  • --delete-emptydir-data：允许删除使用 emptyDir 卷的 Pod 数据。
    
  • --force：逼迫驱逐，即使存在 Pod 没有 Eviction 计谋。
    
  
  
• 命令示例：
  
  1. kubectl drain node-name --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data

  复制代码
• 使用场景：
  
  
  
  • 节点维护：如升级内核、系统补丁、硬件维护。
    
  • 节点下线：在扩展或缩减集群规模时，安全迁移负载。
    
  
  

---

3. 技术细节剖析

3.1. 调理器的工作机制

• Kubernetes 的调理器负责将 Pod 分配到合适的节点。
  
• 节点的 spec.unschedulable 字段是调理器筛选候选节点的一个关键条件。当该字段为 true 时，节点会被调理器忽略。
  
• cordon 和 uncordon 现实上是通过更新该字段来控制节点的调理状态。
  

3.2. Pod 驱逐的内部流程

• 发起驱逐哀求：
  
  
  
  • kubectl drain 会逐一向节点上的 Pod 发送驱逐哀求。
    
  
  
• 驱逐计谋检查：
  
  
  
  • 假如 Pod 定义了 PodDisruptionBudget（PDB），Kubernetes 会检查驱逐是否满足最小可用副本数的限制。
    
  • 假如驱逐违背了 PDB，则该操纵会失败。
    
  
  
• Pod 驱逐完成：
  
  
  
  • 当 Pod 被成功驱逐后，其资源会释放，调理器可以将其调理到其他节点。
    
  
  

3.3. 与 DaemonSet 的交互

• DaemonSet 的 Pod 通常与节点绑定，比方监控代理或日志网络器。
  
• drain 默认忽略 DaemonSet 创建的 Pod，由于它们的举动与节点状态密切相干。
  
• 假如需要驱逐这些 Pod，可以使用 --force 参数。
  

---

4. 现实应用与最佳实践

4.1. 节点维护

• 步调：
  
  
  • 使用 kubectl drain 驱逐节点上的 Pod，确保其负载被迁移。
    
  • 完成维护操纵后，使用 kubectl uncordon 恢复节点。
    
  
  

4.2. 节点下线

• 步调：
  
  
  • 确保节点上的所有 Pod 被驱逐（kubectl drain）。
    
  • 从集群中移除节点：
    1. kubectl delete node node-name

    复制代码
  
  

4.3. 弹性扩展

• 场景：在举行主动扩展时，可以动态调整节点的调理状态。
  
• 计谋：
  
  
  
  • 暂时扩展时，使用 cordon 防止额外负载。
    
  • 当负载恢复后，使用 uncordon 恢复节点正常调理。
    
  
  

---

5. 留意事项与限制

• 数据丢失风险：
  
  
  
  • 驱逐带有 emptyDir 卷的 Pod 时，其数据将被删除。使用 --delete-emptydir-data 参数需格外警惕。
    
  
  
• PodDisruptionBudget 的影响：
  
  
  
  • 假如集群中定义了 PDB，kubectl drain 可能无法驱逐 Pod，除非满足 PDB 的要求。
    
  
  
• DaemonSet 的处置处罚：
  
  
  
  • 默认忽略 DaemonSet 创建的 Pod。假如需要逼迫删除，需要显式指定参数。
    
  
  
• 资源规划：
  
  
  
  • 确保集群中有充足的资源以接收被驱逐的 Pod，否则可能导致调理失败。
    
  
  

---

6. 总结

cordon、uncordon 和 drain 是 Kubernetes 节点管理的重要工具，为管理员提供了机动的节点控制能力。在现实应用中，应根据场景合理使用这些命令，以实现高效、安全的节点管理。同时，联合 PodDisruptionBudget 和资源规划，可以进一步优化操纵流程，减少对业务的影响。
通过熟练掌握这些工具，运维人员可以在保证服务稳定性的同时，实现高效的集群管理与优化。

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。

继续阅读请点击广告