[Kubernetes] Node, Pod affinity, selector 에 대해서

김지환·2023년 3월 22일

TL;DR

K8s 환경에서 Pod를 배치할 때 목적에 따라서 특정 node에 배치하고 싶은 상황이 생기게 되는데 이럴 때 고려할 수 있는 것이 nodeSelector, affinity 이다. nodeSelector는 가장 간단하게 특정 node에 pod를 붙일 수 있게 해주는 기능으로 node에 새겨진 label을 기준으로 구별이 가능하다.

nodeSlector

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    env: test
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:
    disktype: ssd

위와 같이 spec.nodeSelector 아래에 key: value 형태로 기입해주면 해당 key, value 를 label로 가지는 node에 배치가 되게 된다.

node의 label정보는 아래 kubectl get nodes --show-labels 명령어로 볼 수 있다.

Node Affinity & Pod Affinity

Node Affinity

affinity는 nodeSelector의 확장버전이라 생각하면 된다. 좀 더 select를 하는 방법을 다양하게 가져갈 수 있고 required, prefered 와 같이 무조건 지켜야할 조건 혹은 왠만하면 지켜야할 조건등을 표시할 수도 있다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-node-affinity
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: topology.kubernetes.io/zone
            operator: In
            values:
            - antarctica-east1
            - antarctica-west1
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 1
        preference:
          matchExpressions:
          - key: another-node-label-key
            operator: In
            values:
            - another-node-label-value
  containers:
  - name: with-node-affinity
    image: registry.k8s.io/pause:2.0

requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

required에서 알 수 있듯이 스케줄링시에 무조건 충족이 되어야한다는 의미로 사용이 된다.
위 예제의 설정값을 해석해보면 topology.kubernetes.io/zone이란 key 의 라벨이 존재하고 antarctica-east1 혹은 antarctica-west1 이라는 value를 가지고 있는 node에 배치를 하겠다는 의미이다.

preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution

preferred에서 알 수 있듯이 왠만하면 지켜야할 조건으로 모두 충족할게 없다면 충족되지 않는 node에라도 배포되게 된다. 또한 weight 기능을 사용해서 여러 조건을 만들고 각 조건을 충족할 때마다 점수를 매겨서 가장 높은 weight가 부과된 node에 배치가 될 수 있도록 조정도 가능하다.

예제를 통해서 보면 node label에 another-node-label-key key값을 가지고 value를 another-node-label-key로 가지는 node를 우선하여 배치하겠다는 의미로 해석할 수 있다.

종합해보면 topology.kubernetes.io/zone key 값에는 antarctica-east1혹은 antarctica-west1 의 value값이 무조건 들어 있어야하고, 해당 조건은 만족하는 node 중에 another-node-label-key key 값에는 another-node-label-value value값을 가지고 있는 node에 우선순위를 두어서 배치를 하겠다는 의미이다.

여기서 2개의 조건 모두 IgnoredDuringExecution이라명명되어 있는데 해당 키워드의 의미는 스케쥴링시에만 고려를 하고 이미 배치가된 상태에서는 node 의 label이 바뀌더라도 그대로 운영을 하겠다는 의미이다.

Pod Affinity

nodeAffinity뿐 아니라 podAffinity도 존재한다. pod affinity는 이름에서 알 수 있듯이 node scope가 아닌 pod scope에서 affinity조건 검사를 한다고 생각하면 된다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: with-pod-affinity
spec:
  affinity:
    podAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: security
            operator: In
            values:
            - S1
        topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
    podAntiAffinity:
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 100
        podAffinityTerm:
          labelSelector:
            matchExpressions:
            - key: security
              operator: In
              values:
              - S2
          topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
  containers:
  - name: with-pod-affinity
    image: registry.k8s.io/pause:2.0