📚 课程目录第4章 Pod驱逐机制

4. Pod 驱逐机制：kubelet 节点压力驱逐、API 驱逐与优先级抢占

在多租户集群中，Pod 驱逐是保障节点稳定性和租户隔离的关键手段。当节点资源紧张或需要维护时，Kubernetes 通过三种核心机制决定哪些 Pod 被终止以及何时终止：kubelet 节点压力驱逐、API 驱逐（Eviction API）和优先级与抢占（Priority & Preemption）。理解这三者的协同关系，是设计多租户故障域策略的基础。

4.1 kubelet 节点压力驱逐

kubelet 持续监控节点资源（内存、磁盘、PID 等）。当资源使用超过预设阈值时，kubelet 主动驱逐 Pod 以回收资源，保障节点整体健康。

核心驱逐信号与阈值

驱逐信号	描述	默认硬驱逐阈值	默认软驱逐阈值
`memory.available`	节点可用内存	`100Mi`	`200Mi`
`nodefs.available`	节点根文件系统可用空间	`10%`	`15%`
`nodefs.inodesFree`	节点根文件系统可用 inode	`5%`	`10%`
`imagefs.available`	容器镜像存储文件系统可用空间	`15%`	`20%`
`pid.available`	节点可用 PID 数量	`100`	`200`

软驱逐 vs 硬驱逐：软驱逐在阈值持续超过指定时长（默认 5 分钟）后才触发，并允许 Pod 优雅终止；硬驱逐一旦达到阈值立即触发，Pod 被强制终止。多租户场景下，建议为关键租户 Pod 设置 priorityClassName 以避免被软驱逐优先选中。

驱逐顺序与 QoS 类

kubelet 根据 Pod 的 QoS 类决定驱逐顺序：

BestEffort（无资源限制）—— 最先被驱逐
Burstable（部分资源限制）—— 其次被驱逐
Guaranteed（所有资源限制且相等）—— 最后被驱逐

同一 QoS 类内，kubelet 按 Pod 使用资源与请求量的比例排序，使用比例最高的 Pod 优先被驱逐。

4.2 API 驱逐（Eviction API）

API 驱逐提供了一种编程化的驱逐方式，允许集群管理员或控制器通过 Kubernetes API 主动驱逐 Pod，而无需等待 kubelet 节点压力触发。这在多租户场景中尤为重要，例如租户资源超限、节点维护或安全隔离时。

Eviction API 工作原理

客户端向 PodEviction 子资源提交驱逐请求，kube-controller-manager 中的 驱逐控制器 处理该请求：

检查 Pod 是否受 PodDisruptionBudget（PDB） 保护
如果 PDB 允许（即驱逐后不会低于最小可用副本数），则执行驱逐
如果 PDB 不允许，请求被拒绝，返回 429 Too Many Requests 或 409 Conflict

  多租户关键点：API 驱逐会遵守 PDB 约束，而 kubelet 节点压力驱逐不遵守 PDB。因此，对于需要高可用性的租户关键服务，必须同时设置 PDB 和合理的优先级，以在节点压力场景下获得保护。

API 驱逐与节点压力驱逐对比

特性	kubelet 节点压力驱逐	API 驱逐（Eviction API）
触发方式	节点资源阈值自动触发	用户/控制器主动调用 API
遵守 PDB	否	是
优雅终止	软驱逐支持，硬驱逐不支持	始终支持（受 `terminationGracePeriodSeconds` 控制）
适用场景	节点资源紧急回收	计划内维护、租户隔离、资源配额管理
优先级影响	按 QoS 和资源使用比例	不直接考虑优先级，但受 PDB 约束

使用 Eviction API 驱逐 Pod

# 创建驱逐请求（YAML 格式）
cat <<EOF | kubectl create -f -
apiVersion: policy/v1
kind: Eviction
metadata:
  name: my-pod
  namespace: tenant-a
spec:
  deleteOptions:
    gracePeriodSeconds: 30
EOF

# 或直接使用 kubectl drain（底层调用 Eviction API）
kubectl drain node-1 --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data

4.3 优先级与抢占（Priority & Preemption）

优先级与抢占机制确保高优先级 Pod 在资源竞争时能够获得调度机会。当调度器无法为高优先级 Pod 找到可用节点时，它会抢占（驱逐）低优先级 Pod 以释放资源。

优先级类定义

通过 PriorityClass 定义全局优先级，值越大优先级越高：

apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: tenant-critical
value: 1000000
globalDefault: false
description: "用于关键租户业务 Pod，抢占非关键 Pod"
---
apiVersion: scheduling.k8s.io/v1
kind: PriorityClass
metadata:
  name: tenant-batch
value: 100
globalDefault: false
description: "用于批处理任务，可被抢占"

抢占流程

抢占的租户隔离影响

在多租户集群中，抢占可能导致一个租户的 Pod 被另一个租户的 Pod 驱逐，引发公平性问题。建议采取以下策略：

租户优先级分层：为不同租户分配不同的优先级范围，关键租户使用高优先级，普通租户使用低优先级
设置抢占策略：通过 PreemptionPolicy 控制是否允许抢占（PreemptLowerPriority 或 Never）
结合资源配额：即使高优先级 Pod 也不能超过租户的资源配额，避免一个租户抢占整个集群

注意：优先级与抢占是调度时的行为，而 kubelet 节点压力驱逐是运行时行为。两者可能同时发生：高优先级 Pod 抢占低优先级 Pod 后，如果节点资源仍然紧张，kubelet 可能继续驱逐其他低优先级 Pod。务必为租户关键服务设置 PDB + 高优先级 + Guaranteed QoS 三层保护。

4.4 三种驱逐机制的协同与选择

场景	推荐机制	说明
节点内存/磁盘紧急不足	kubelet 节点压力驱逐	自动触发，快速回收资源，不遵守 PDB
计划内节点维护	API 驱逐（kubectl drain）	遵守 PDB，优雅迁移 Pod，避免服务中断
租户超配额或违规	API 驱逐（控制器调用）	可编程控制，结合租户策略自动驱逐
高优先级 Pod 等待调度	优先级与抢占	调度时触发，抢占低优先级 Pod 释放资源
节点资源碎片化	API 驱逐 + 重调度	主动驱逐 Pod 以优化节点资源分布

在实际多租户集群中，这三种机制通常组合使用。例如：为关键租户设置高优先级和 Guaranteed QoS，使其在节点压力驱逐中处于最后被驱逐的位置；同时设置 PDB 保护，确保 API 驱逐不会导致服务不可用；最后通过优先级抢占确保关键任务在资源竞争时能够获得调度机会。