在 Kubernetes 中，Pod 是一个或多个容器的最小部署单元，它们共享存储和网络等资源。Pod 是 Kubernetes 管理工作负载的基本单位。当 Kubernetes 集群中的资源紧张或节点处于压力之下，Pod 可能需要被移出某个节点，以保持整个集群的健康与稳定。这个过程就叫做 "Pod Eviction"，即 Pod 驱逐。Pod Eviction 的目的是为了优化资源分配，确保集群中的各个组件能够正常工作，而不会因某些节点资源枯竭而影响整个系统。
Pod Eviction 的场景
Pod Eviction 可能发生在多种场景下。举个例子，当节点内存或 CPU 等资源使用量达到临界值，系统会采取措施，通过逐出某些 Pod 来释放资源，以保证节点不会彻底耗尽资源而陷入瘫痪。这些被逐出的 Pod 并不会消失，Kubernetes 调度器会试图将这些 Pod 重新调度到其他合适的节点上。
Pod Eviction 的触发机制
Pod Eviction 的触发机制有多种，一些是由系统自动触发的，另外一些可能是由用户手动执行的。以下是几种常见的 Pod Eviction 触发场景：
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节点资源压力
当一个节点上的资源压力（如内存或 CPU）过高，节点可能需要释放一些资源以维持系统的稳定。这时候，Kubelet 会触发 Pod 的 Eviction 机制，逐步驱逐占用较多资源的 Pod，以便为系统中那些更为重要的进程和 Pod 提供必要的资源支持。 -
节点不可用
例如在 Kubernetes 集群中，当一个节点发生硬件故障、宕机或者因为网络问题无法访问时，调度器会将节点标记为不可调度状态，这些节点上的 Pod 会被认为是不稳定的，并且可能会触发 Pod Eviction。 -
节点污点（Taint）
Kubernetes 提供了一种机制，称为 Taint 和 Toleration，来影响 Pod 能够在哪些节点上运行。当一个节点被设置了 Taint，表示该节点不希望接收新的 Pod 除非这些 Pod 对应有适当的 Toleration。若已经存在的 Pod 无法再容忍当前节点的污点，也可能触发 Eviction。 -
优先级和抢占
Kubernetes 支持为 Pod 设置优先级。在集群资源紧张的情况下，调度器会根据 Pod 的优先级，决定是否驱逐某些低优先级的 Pod，从而为高优先级的 Pod 腾出资源。
Pod Eviction 的具体流程
为了深入理解 Pod Eviction 的运作机制，我们可以一步步地分析其具体过程。
假设你有一个 Kubernetes 集群，这个集群有多个节点，每个节点上都运行了几个不同的 Pod。某个节点上突然出现了资源短缺的情况，比如内存不足。接下来，Kubelet 会检测到这一问题，并根据系统的配置采取相应的措施。在这一过程中，Kubelet 的反应类似于消防员扑火：首先需要确定当前节点的压力，然后在不影响其他系统重要组件的前提下选择驱逐一些 Pod。
这个过程主要分为以下几步：
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资源检测
Kubelet 会定期检测节点的资源使用情况。如果内存使用量超过了某个特定的阈值，例如 95%，Kubelet 会认为节点内存资源过度紧张，需要采取措施。 -
选择被驱逐的 Pod
不是所有的 Pod 都会被驱逐，Kubelet 会根据一系列策略选择合适的 Pod 进行驱逐。Kubelet 通常会优先选择那些best-effort的 Pod 进行驱逐，这些 Pod 在资源请求方面没有特定的保障。其次是burstable类型的 Pod，它们具有部分资源保障。最不容易被驱逐的是guaranteed的 Pod，它们对资源有明确的保障。 -
通知 API Server
当 Kubelet 确定某个 Pod 需要被驱逐后，它会向 Kubernetes API Server 发送一个请求，说明当前节点需要驱逐某个特定的 Pod。API Server 会记录这一事件，并通知调度器进行相应的处理。 -
重新调度 Pod
当 Pod 被驱逐后，Kubernetes 调度器会尝试将该 Pod 重新调度到集群中的其他节点。如果集群中存在足够的资源，该 Pod 就会被成功调度并重新启动；如果没有足够的资源，则 Pod 可能会进入Pending状态，等待集群中有足够的资源后再启动。
在实际操作中，Pod Eviction 就像是一个“踢出”与“重新安置”的过程。它是动态和自动化的，集群管理者无需手动介入，Kubernetes 会自行判断节点资源情况，并做出最佳的资源分配决策。
Pod Eviction 真实案例分析
为了更具体化理解 Pod Eviction，我们可以借助一个真实案例。假设某家公司有一个电子商务网站，这个网站有多个微服务组成，比如用户管理、订单管理、库存管理等。每个微服务都以 Pod 的形式运行在 Kubernetes 集群中。
在促销活动期间，网站流量急剧增加，导致订单管理和库存管理服务所需的计算资源急剧上升。这时候，订单管理和库存管理的 Pod 会消耗大量内存和 CPU 资源。为了保证这些核心服务的正常运行，Kubernetes 的 Kubelet 会检测节点的资源使用情况，发现某些非核心服务的 Pod 比如一些日志处理 Pod 占用了不小的资源。Kubelet 会决定驱逐这些日志处理 Pod，以确保订单管理和库存管理的服务有足够的资源继续正常工作。
驱逐这些非核心 Pod 后，Kubernetes 调度器可能会将它们重新调度到其他空闲节点或者处于低负载的节点。这个过程是自动化完成的，管理员可以不必手动干预。这种 Pod Eviction 的行为确保了网站的关键业务不会受到影响，用户的订单能够正常处理，库存能够及时更新，从而在大流量情况下依然保持系统的稳定和高效。
手动触发的 Pod Eviction
除了系统自动触发的 Pod Eviction，管理员也可以手动进行驱逐操作。例如，系统管理员可以通过执行 kubectl drain 命令来清空某个节点上的所有 Pod。这通常在一些运维场景下使用，比如需要对某个节点进行硬件维护或者系统升级时。
举个例子，假如你在某个集群节点上发现了硬件故障，需要立刻对其进行维护。为了不影响运行在该节点上的应用程序，你可以通过手动驱逐的方式，将所有 Pod 从这个节点上移走。命令如下：
kubectl drain <node-name> --ignore-daemonsets
这个命令会将所有非关键性的 DaemonSet 以外的 Pod 从节点上驱逐，使该节点上的应用迁移到其他健康的节点上，从而使你可以进行维护操作。
Eviction 策略和优先级
Kubernetes 在进行 Pod Eviction 时并不是随机选择 Pod，而是有一定的策略和优先级的。
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QoS 类别：Kubernetes 中的 Pod 分为三种 QoS（质量服务）类别：
BestEffort、Burstable和Guaranteed。在资源紧张的情况下，BestEffort类的 Pod 最容易被驱逐，因为它们对资源的请求最少，而且没有资源的保障；Burstable类的 Pod 有一些保障，优先级次之；Guaranteed类的 Pod 则是最不容易被驱逐的，因为它们对资源有强制的保障。 -
Pod 的优先级：除了 QoS 级别，Pod 还可以设置优先级。高优先级的 Pod 代表它对业务更为重要，不应轻易被驱逐。Kubernetes 会优先驱逐低优先级的 Pod，以便为高优先级的 Pod 腾出资源。
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Eviction 频率和节点压力等级：Kubelet 通过
evictionThreshold参数来确定何时启动 Eviction 过程。不同的资源类型，如内存、磁盘空间等，可以分别设置不同的驱逐阈值。当某种资源使用超过阈值时，Kubelet 会优先触发对相应类型资源占用较高的 Pod 进行驱逐。
使用 Taints 和 Tolerations 进行控制
在 Kubernetes 中，通过 Taints 和 Tolerations 可以实现更细粒度的 Pod 和节点之间的调度控制。举个例子，如果你希望某些节点只允许特定的 Pod 运行，而不希望其他 Pod 被调度到这些节点上，你可以给节点设置 Taints。
假设有一个节点专门用于处理高计算量的任务，并不希望一般的应用程序调度到这个节点上。这时候，你可以为该节点设置一个 Taint，而让这些计算任务的 Pod 设置相应的 Toleration，以允许自己被调度到这个节点上去。如果某些 Pod 最初没有被正确标记为可以容忍该 Taint，那么当这个 Taint 被应用后，这些 Pod 可能会被驱逐。
使用 Eviction 保障集群稳定
在云原生的环境中，集群节点的健康与稳定是非常重要的。Pod Eviction 是保持集群稳定的一个重要手段。在资源紧张、节点失效或高优先级任务需要资源时，Pod Eviction 能够通过自动化的手段及时释放资源，保障集群的正常运转。比如在处理突发性业务流量的时候，Pod Eviction 可以及时对集群进行“瘦身”，使得资源得以优先分配给更为重要的服务。
总结
Pod Eviction 是 Kubernetes 中非常重要的机制，用于应对节点资源紧张、节点不可用等问题。它确保集群的稳定性和可靠性，使得重要的工作负载能够优先获得资源，保证服务的持续可用。在 Pod Eviction 的具体操作过程中，Kubelet 会监控节点的资源使用情况，并根据 Pod 的 QoS 类别、优先级等策略来选择合适的 Pod 进行驱逐。而 Kubernetes 调度器则会将被驱逐的 Pod 重新调度到其他合适的节点，完成整个资源的动态调整过程。
现实中，无论是应对突发流量，还是节点故障，Pod Eviction 都扮演着“集群守护者”的角色，保证整个系统能够在不确定的环境中保持高效运转。这也是 Kubernetes 强大之处的一个体现——通过自动化的手段，极大地减少了集群管理的复杂度和维护成本。
以上是对 Kubernetes 中 Pod Eviction 的详细介绍。这个过程就如同管理一个城市的交通，合理地引导车辆以避免拥堵，Pod Eviction 在 Kubernetes 中起着类似的作用，帮助集群在资源紧张时，能够合理地分配和调整工作负载，确保关键服务稳定运行。
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