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노드 친화성(Node Affinity) ​

노드 친화성은 Pod를 특정 노드에 스케줄링하기 위한 조건을 정의하는 방법입니다. 이 기능은 복잡한 스케줄링 요구 사항을 만족시킬 수 있습니다.

노드 친화성의 필요성 ​

노드 셀렉터(Node Selectors)를 사용하여 간단한 스케줄링 요구를 해결할 수 있지만, "OR" 또는 "NOT"과 같은 복잡한 표현을 제공할 수 없습니다. 노드 친화성은 이러한 고급 요구 사항을 충족시키기 위해 설계되었습니다.

노드 친화성 설정 방법 ​

Pod 정의에 노드 친화성을 추가하려면, affinity 항목 아래에 nodeAffinity를 구성합니다.

예시: 큰 노드에 Pod 스케줄링 ​

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-large-pod
spec:
  containers:
    - name: my-container
      image: my-image
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
          - matchExpressions:
              - key: size
                operator: In
                values:
                  - large
                  - medium

이 설정은 size 라벨이 large와 medium 노드에만 Pod가 스케줄링되도록 합니다.

Node Affinity Types ​

Available ​

  • requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
    • 설명: Pod가 처음 스케줄링될 때 노드 친화성 규칙을 반드시 만족해야 합니다. 만약 규칙을 만족하는 노드가 없으면, Pod는 스케줄링되지 않습니다. 한번 Pod가 스케줄링되고 나면, 실행 중에 노드의 속성이 변경되어도 Pod는 해당 노드에서 계속 실행됩니다.
    • 시나리오: Pod가 특정 리소스나 속성을 가진 노드에서만 실행되어야 할 때 사용합니다. 예를 들어, GPU나 특정 지역의 노드가 필요한 경우입니다.
  • preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution
    • 설명: 스케줄러가 노드 친화성 규칙을 만족하는 노드를 우선적으로 고려하도록 합니다. 하지만, 규칙을 만족하는 노드가 없을 경우 다른 노드에 Pod를 스케줄링할 수 있습니다. 실행 중에 노드의 속성이 변경되어도 Pod는 영향을 받지 않습니다.
    • 시나리오: Pod의 스케줄링에 있어서 노드 친화성 규칙을 선호하지만, 꼭 필수는 아닌 경우에 사용합니다. 예를 들어, 성능이 더 좋은 노드에서 실행되길 원하지만, 리소스가 부족할 때는 다른 노드에서도 실행될 수 있어야 하는 경우입니다.

Planned ​

  • requiredDuringSchedulingRequiredDuringExecution
    • 설명: 처음 스케줄링될 때뿐만 아니라 실행 중에도 노드 친화성 규칙을 계속 만족해야 합니다. 노드의 속성이 변경되어 규칙을 더 이상 만족하지 않으면, Pod는 해당 노드에서 추방됩니다.
    • 시나리오: Pod가 특정 리소스나 속성을 가진 노드에서만 계속해서 실행되어야 할 때 사용됩니다. 예를 들어, 보안이나 규제 준수상 특정 노드에서만 실행되어야 하는 경우입니다.
  • preferredDuringSchedulingRequiredDuringExecution
    • 설명: 스케줄링 시 노드 친화성 규칙을 선호하되, 실행 중에는 규칙을 만족해야 하는 형태입니다. 즉, 스케줄링 시에는 규칙을 만족하는 노드가 없다면 다른 노드에 스케줄링할 수 있지만, 실행 중에는 규칙을 만족해야 하며, 그렇지 않을 경우 Pod는 추방됩니다.
    • 시나리오: 스케줄링의 유연성과 실행 중의 엄격한 규칙 준수 사이의 균형을 필요로 하는 경우에 유용할 수 있습니다.

operator ​

In지정된 값 중 하나와 일치하는 노드에 스케줄링합니다.
NotIn지정된 값과 일치하지 않는 노드에 스케줄링합니다.
Exists지정된 키가 라벨에 존재하는 경우 노드에 스케줄링합니다. 이때 values 리스트는 지정하지 않습니다.
DoesNotExist지정된 키가 라벨에 존재하지 않는 경우 노드에 스케줄링합니다. 이때 values 리스트는 지정하지 않습니다.
Gt지정된 키의 값이 지정된 값보다 큰 노드에 스케줄링합니다.
Lt지정된 키의 값이 지정된 값보다 작은 노드에 스케줄링합니다.

실습 ​

노드에 라벨을 추가하고, Pod 정의에 노드 친화성 규칙을 설정해 실습해 보세요. 이를 통해 노드 친화성이 어떻게 작동하는지 이해할 수 있습니다.

sh
kubectl label nodes <노드 이름> size=large

노드 친화성은 쿠버네티스에서 더 세밀한 스케줄링 제어를 가능하게 하며, 특정 리소스 요구를 가진 워크로드를 위한 노드 선택에 유용합니다.

K8s Reference Docs ​

https://kubernetes.io/docs/tasks/configure-pod-container/assign-pods-nodes-using-node-affinity/https://kubernetes.io/blog/2017/03/advanced-scheduling-in-kubernetes/