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高可用以及高性能是分布式任務執行過程中的重要要求。在ACK Pro版集群或ACK Serverless集群Pro版中，您可以通過Kubernetes原生調度語義實現分布式任務的跨可用區打散，以達到高可用區部署的要求，或者通過Kubernetes原生調度語義實現分布式任務在指定可用區中的親和性部署，以達到高性能部署的要求。本文介紹如何實現ECI Pod可用區打散或親和調度。

背景信息

在某些情況下，您可能需要將Pod分散部署到多個不同的可用區，或者部署到某個指定可用區，以實現高可用或者高性能的需求。此時，您可以通過Kubernetes原生調度語義中的Pod拓撲分布約束（topologySpreadConstraints）、節點親和性（nodeAffinity）和Pod親和性（podAffinity）來實現。

重要

僅當Pod中帶有nodeAffinity、podAffinity、topologySpreadConstraints字段或存在匹配的ResourcePolicy時才會啟用可用區打散或親和調度。

更多信息，請參見Kubernetes官方文檔：

拓撲分布約束
將Pod指派給節點
NodeAffinity
PodAffinity
maxSkew

前提條件

已有ACK Pro版集群或ACK Serverless集群Pro版，并且滿足以下要求：
- 集群版本為1.22及以上。
- 集群中的ACK Virtual Node組件版本為v2.10.0及以上。
- 集群中的kube-scheduler組件版本為5.9及以上，并且已開啟虛擬節點調度功能。更多信息，請參見開啟集群虛擬節點調度策略。
已在eci-profile中配置多個期望調度的目標可用區（即配置多個交換機）。具體操作，請參見多可用區創建Pod。

注意事項

目前僅支持設置topologyKey為topology.kubernetes.io/zone的用法。
如果ECI Pod通過k8s.aliyun.com/eci-schedule-strategy: "VSwitchOrdered"的Annotation聲明了多可用區調度策略為按照交換機的指定順序，當前功能將不生效。
如果ECI Pod通過k8s.aliyun.com/eci-fail-strategy: "fail-fast"的Annotation設置了Pod故障處理策略為fail-fast，當前功能將不生效。

配置示例

下文將在1.22版本的ACK Serverless集群Pro版本集群中演示ECI Pod可用區打散和親和調度功能。

示例一：通過topologySpreadConstraints實現可用區打散

說明

以下為一個配置了拓撲打散約束的示例。默認情況下，Scheduler會將所有Pod均勻調度到所有可用區上，但并不會考慮Pod的生產結果。更多信息，請參見ECI嚴格拓撲打散功能介紹。

在工作負載聲明中增加拓撲分布約束。

Pod的Spec字段中或Deployment、Job等工作負載的PodTemplate的Spec字段中，可以通過以下方式聲明一個拓撲分布約束。

  topologySpreadConstraints:
    - maxSkew: <integer>
      minDomains: <integer> # 可選，從v1.25開始成為Beta。
      topologyKey: <string>
      whenUnsatisfiable: <string>
      labelSelector: <object>
      matchLabelKeys: <list> # 可選，從v1.27開始成為Beta。
      nodeAffinityPolicy: [Honor|Ignore] # 可選，從v1.26開始成為Beta。
      nodeTaintsPolicy: [Honor|Ignore] # 可選，從v1.26開始成為Beta。

本示例將創建一個在多個可用區上均勻分布的Deployment。關于參數的詳細信息，請參見topologySpreadConstraints字段。以下為該Deployment的YAML文件。

展開查看YAML文件

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: with-pod-topology-spread
  labels:
    app: with-pod-topology-spread
spec:
  replicas: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: with-pod-topology-spread
  template:
    metadata:
      labels:
        app: with-pod-topology-spread
    spec:
      topologySpreadConstraints:
        - maxSkew: 1
          topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
          whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
          labelSelector:
            matchLabels:
              app: with-pod-topology-spread
      containers:
      - name: with-pod-topology-spread
        image: registry.k8s.io/pause:2.0
        resources:
          requests:
            cpu: "1"
            memory: "256Mi"

創建工作負載。
將上面的代碼保存為deployment.yaml，并執行以下命令將Deployment提交到集群中。
```
kubectl apply -f deployment.yaml
```

驗證工作負載調度結果。

通過以下命令查看生產出的Pod所在的節點。

kubectl get po -lapp=with-pod-topology-spread -ocustom-columns=NAME:.metadata.name,NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "<none>"

通過以下命令查看生產出的Pod在各個可用區中的數量。

kubectl get po -lapp=with-pod-topology-spread -ocustom-columns=NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "<none>" | xargs -I {} kubectl get no {} -ojson | jq '.metadata.labels["topology.kubernetes.io/zone"]' | sort | uniq -c

示例二：通過nodeAffinity和podAffinity實現可用區親和

在工作負載聲明中增加親和性約束。

本示例將創建在單個可用區上聚集分布的Deployment。關于參數的詳細信息，請參見節點親和性。以下為該Deployment的YAML文件。

展開查看YAML文件

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: with-affinity
  labels:
    app: with-affinity
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: with-affinity
  template:
    metadata:
      labels:
        app: with-affinity
    spec:
      affinity:
        podAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          - labelSelector:
              matchExpressions:
              - key: app
                operator: In
                values:
                - with-affinity
            topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
      containers:
      - name: with-affinity
        image: registry.k8s.io/pause:2.0

若您希望指定可用區進行部署，可以將示例中的podAffinity刪去，在nodeAffinity添加如下約束。下方約束表明Pod必須在可用區cn-beijing-a上進行部署。

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
  nodeSelectorTerms:
  - matchExpressions:
    - key: topology.kubernetes.io/zone
      operator: In
      values:
      - cn-beijing-a

以下為nodeAffinity的完整示例，表明Pod必須在可用區cn-beijing-a上進行部署。

展開查看YAML詳情

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: with-affinity
  labels:
    app: with-affinity
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: with-affinity
  template:
    metadata:
      labels:
        app: with-affinity
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: topology.kubernetes.io/zone
                operator: In
                values:
                - cn-beijing-a
      containers:
      - name: with-affinity
        image: registry.k8s.io/pause:2.0

創建工作負載。
將上面的代碼保存為deployment.yaml，并執行以下命令將Deployment提交到集群中。
```
kubectl apply -f deployment.yaml
```

驗證工作負載調度結果。

通過以下命令查看生產出的Pod所在的節點。

kubectl get po -lapp=with-affinity -ocustom-columns=NAME:.metadata.name,NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "<none>"

通過以下命令查看生產出的Pod在各個可用區中的數量。

kubectl get po -lapp=with-affinity -ocustom-columns=NODE:.spec.nodeName --no-headers | grep -v "<none>" | xargs -I {} kubectl get no {} -ojson | jq '.metadata.labels["topology.kubernetes.io/zone"]' | sort | uniq -c

ECI嚴格拓撲打散功能介紹

在保持默認狀態不變的情況下，當配置了強制打散約束時，Scheduler會將所有Pod均勻放置到所有可用區上，但并不考慮ECI Pod的生產結果。如下圖所示，假設將打散功能的maxSkew設置為1。關于maxSkew，請參見maxSkew。

此時若可用區B和C中生產ECI Pod失敗，則可用區A上會放置2個ECI Pod，其他兩個可用區沒有ECI Pod，從而破壞打散功能的maxSkew約束。

當嚴格拓撲打散功能開啟后，在ACK Serverless集群Pro版中，調度器將嚴格保證Pod的強制打散需求得到滿足。Scheduler會在可用區A、B、C上各放置1個Pod，剩下的Pod將處于Pending狀態，等待現有Pod生產，如下圖所示。

當PodA1生產成功后，Pending狀態的Pod將繼續Pending，這是由于可用區B以及可用區C上的ECI Pod仍然可能生產失敗，Pod放置于任意可用區仍然可能導致生產結束后破壞maxSkew約束。當PodB1生產成功后，Scheduler將會放置一個Pod在可用區C。如下圖所示，其中綠色背景的Pod為生產完成的Pod。

若您不需要嚴格拓撲打散功能，請將拓撲打散約束中的調度條件whenUnsatisfiable設置為ScheduleAnyway。詳細信息，請參見分布約束定義。

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