K8s 污點與容忍度完整解析：從觀念到實戰一次搞懂節點調度控制

前言

Kubernetes 的調度機制中，污點（Taint）和容忍度（Toleration）是控制 Pod 落在哪些節點上的重要手段。一句話總結：如果 Pod 能容忍某個節點上的污點，它就可以被調度到該節點；不能容忍，就不會被調度過去。

打個比方，就像談戀愛——如果你知道對方的缺點但還是願意接受，那就可以在一起；無法接受的話，就沒辦法了。

核心觀念

污點與容忍度的定義

名詞	定義在	作用
污點（Taint）	節點上	拒絕不具備對應容忍度的 Pod 調度到此節點
容忍度（Toleration）	Pod 上	讓 Pod 可以被調度到帶有特定污點的節點

三種排斥等級（Effect）

等級	對新 Pod 的影響	對已存在 Pod 的影響
`NoSchedule`	不能調度到此節點	不受影響
`PreferNoSchedule`	盡量不調度，但找不到其他節點時還是會	不受影響
`NoExecute`	不能調度到此節點	已存在的 Pod 會被驅逐

兩種操作符

操作符	比對方式
`Equal`	key、value、effect 三者完全匹配
`Exists`	只比對 key 和 effect，value 留空

污點的語法格式：key=value:effect

常見使用場景

場景 1：節點獨佔

叢集中有些機器配備特殊硬體（如 GPU、大記憶體），不希望一般的 Pod 佔用這些節點。做法：

給特殊節點加上污點
只有需要這些資源的 Pod 才設定對應的容忍度

場景 2：自動驅逐

K8s 會自動在問題節點上打污點，例如：

內建污點	觸發條件
`node.kubernetes.io/not-ready`	節點未就緒
`node.kubernetes.io/unreachable`	節點不可達
`node.kubernetes.io/memory-pressure`	記憶體不足
`node.kubernetes.io/disk-pressure`	磁碟空間不足
`node.kubernetes.io/network-unavailable`	網路不可用

這些污點會使用 NoExecute 等級，導致沒有對應容忍度的 Pod 被驅逐。DaemonSet 控制器會自動忽略這類污點，確保重要的系統 Pod 持續運行。

實戰操作

管理節點污點

# 加入污點
kubectl taint nodes node01 key=value:NoSchedule

# 刪除污點（key 後面加減號）
kubectl taint nodes node01 key:NoSchedule-

# 刪除某 key 的所有污點（不指定 effect）
kubectl taint nodes node01 key-

查看節點資訊

# 查看節點 label
kubectl get nodes --show-labels

# 查看節點詳細資訊（包含 Taints）
kubectl describe node <node-name>

# 加入節點 label
kubectl label node <node-name> special-app=specialwebapp

完整實戰流程

步驟 1：給節點加上污點

kubectl taint nodes k8s-worker-2 question-node=broken-disk:NoSchedule

步驟 2：部署 Pod（不含容忍度）→ Pod 會卡在 Pending

查看原因：kubectl describe pod <pod-name> 會看到 "node(s) had taints that the pod didn't tolerate"

步驟 3：加上容忍度後重新部署 → 調度成功

完整的 Pod YAML：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: webapp
  namespace: demo
  labels:
    app: webapp
spec:
  nodeSelector:
    special-app: specialwebapp
  tolerations:
  - key: "question-node"
    operator: "Equal"
    value: "broken-disk"
    effect: "NoSchedule"
  containers:
  - name: webapp
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80

延遲驅逐：tolerationSeconds

當污點等級是 NoExecute 時，已存在的 Pod 會被立刻驅逐。但你可以用 tolerationSeconds 設定一個寬限時間：

tolerations:
- key: "question-node"
  operator: "Equal"
  value: "broken-disk"
  effect: "NoExecute"
  tolerationSeconds: 3600  # Pod 還能繼續運行 3600 秒

這在節點短暫出問題但可能很快恢復的場景下非常實用。

小結

污點和容忍度是 K8s 調度機制中非常重要的一環。核心規則就一條：Pod 必須容忍節點的污點才能被調度上去。善用 NoSchedule、PreferNoSchedule、NoExecute 三種等級，搭配節點 label 和 nodeSelector，你就能精確控制 Pod 的調度行為。

前言