CKA [Workoad] – NodeAffinity的使用

在 Kubernetes 中，nodeSelector 与 nodeAffinity（节点亲和性）都属于将 Pod 调度到特定节点的手段，但它们在表达能力、灵活性和调度策略上存在显著差异。下面先给出一个概要，然后从概念、语法、软/硬约束、使用场景和示例五个方面详细对比，并给出最佳实践建议。

nodeAffinity：可选硬约束（requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution）和软约束（preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution）。

以下是nodeSelector和nodeAffinity的区别

表达能力

• nodeSelector：最简单的键-值严格匹配。只能做 “等于” 判断。
• nodeAffinity：支持多种操作符（In、NotIn、Exists、DoesNotExist、Gt、Lt），并可组合多条规则。

约束强度

• nodeSelector：仅有硬约束，若节点不满足，Pod 会一直 Pending。
• nodeAffinity：可选硬约束（requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution）和软约束（preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution）。

应用场景

• 简单场景：节点只有少量标签，且只需单一条件时，用 nodeSelector 足矣。
• 复杂场景：需要多个条件组合、偏好但不强制时，用 nodeAffinity。

NodeAffinity的2大部署策略

硬约束（Required）：requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution，不满足则调度失败且不断重试。

软约束（Preferred）：preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution，调度器会尽量满足，但不满足时仍可调度。

不同策略的使用场景

• 硬约束：安全、合规或硬件依赖场景（如 GPU）。
• 软约束：性能优化或成本权衡（如“尽量跑在空闲节点”）。​

使用案例

硬约束和软约束可以同时使用

硬约束：节点 region 必须在 us-west1 或 us-west2，且 disktype 不能是 hdd；

软约束：优先选择 CPU 数量大于 4 的节点。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: analytics
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      # 硬约束：必须满足
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: region
            operator: In
            values:
            - us-west1
            - us-west2
          - key: disktype
            operator: NotIn
            values:
            - hdd
      # 软约束：优先满足
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 5
        preference:
          matchExpressions:
          - key: cpu
            operator: Gt
            values:
            - "4"