4. 默认调度器调度策略：节点选择、亲和性与污点容忍

Kubernetes 默认调度器（kube-scheduler）在将 Pod 绑定到合适节点时，会依次评估一系列预选（Predicates）与优选（Priorities）策略。其中，节点选择（NodeSelector）、亲和性与反亲和性（Affinity / Anti-Affinity）、污点与容忍（Taint / Toleration）是控制 Pod 调度位置最核心的三类约束机制。理解它们的优先级、组合效果与性能影响，是进行调度调优和故障排查的基础。

4.1 节点选择（NodeSelector）

NodeSelector 是最简单、最直接的节点约束方式。通过在 Pod 的 spec.nodeSelector 字段中定义一组键值对，调度器只会将 Pod 调度到包含全部指定标签的节点上。如果没有任何节点满足所有标签条件，Pod 将处于 Pending 状态。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-selector
spec:
  nodeSelector:
    disktype: ssd          # 节点必须包含 disktype=ssd 标签
    region: us-east-1      # 节点必须包含 region=us-east-1 标签
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.25

4.2 亲和性与反亲和性（Affinity / Anti-Affinity）

亲和性规则分为两类：节点亲和性（NodeAffinity）和 Pod 间亲和性/反亲和性（PodAffinity / PodAntiAffinity）。每种规则又支持 requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（硬性要求）和 preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution（软性偏好）两种模式。

4.2.1 节点亲和性（NodeAffinity）

NodeAffinity 扩展了 NodeSelector 的匹配能力，支持 In、NotIn、Exists、DoesNotExist、Gt、Lt 等操作符。硬性规则不满足时 Pod 无法调度；软性规则不满足时调度器会尝试寻找其他更优节点。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: node-affinity-pod
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: topology.kubernetes.io/zone
            operator: In
            values:
            - us-east-1a
            - us-east-1b
      preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - weight: 80
        preference:
          matchExpressions:
          - key: instance-type
            operator: In
            values:
            - c5.large
  containers:
  - name: app
    image: nginx

4.2.2 Pod 间亲和性与反亲和性（PodAffinity / PodAntiAffinity）

PodAffinity 将 Pod 调度到已经运行了特定 Pod 的拓扑域中；PodAntiAffinity 则尽量将 Pod 分散到不同拓扑域。拓扑域通过 topologyKey 定义，例如 kubernetes.io/hostname（节点级别）或 topology.kubernetes.io/zone（可用区级别）。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web-frontend
  labels:
    app: frontend
spec:
  affinity:
    podAntiAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
      - labelSelector:
          matchExpressions:
          - key: app
            operator: In
            values:
            - frontend
        topologyKey: kubernetes.io/hostname
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx

4.3 污点与容忍（Taint / Toleration）

污点（Taint）是节点上的一种“排斥标记”，只有带有对应容忍（Toleration）的 Pod 才能被调度到该节点上。污点有三个核心属性：Key、Value（可选）、Effect。Effect 决定了 Pod 被排斥时的行为：

# 给节点添加污点
kubectl taint nodes node-gpu-1 gpu=true:NoSchedule

# Pod 中定义容忍
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: gpu-pod
spec:
  tolerations:
  - key: "gpu"
    operator: "Equal"
    value: "true"
    effect: "NoSchedule"
  containers:
  - name: cuda
    image: nvidia/cuda:12.0

4.4 四种策略的优先级与组合效果

当 NodeSelector、NodeAffinity、PodAffinity/AntiAffinity、Taint/Toleration 同时存在时，调度器按以下顺序评估：

1. 预选阶段：先检查 Taint/Toleration（节点是否排斥 Pod），再检查 NodeSelector（标签键值对匹配），然后检查 NodeAffinity 的硬性规则，最后检查 PodAffinity/AntiAffinity 的硬性规则。任一条件不满足则过滤该节点。
2. 优选阶段：对通过预选的节点，根据 NodeAffinity 的软性规则、PodAffinity 的软性规则、以及其他优选策略（如资源水位、Pod 分布）进行加权评分。

4.5 性能调优建议与排查清单