Topology Spread Constraints

1. 개념 요약

Topology Spread Constraints는 다음을 정의

"특정 레이블을 가진 파드들이, 지정한 Topology Key에 따라 최대한 균등하게 분산되도록 하라."

•

예: app=web 파드를 각 노드 혹은 가용 영역(zone) 에 균등하게 퍼뜨리기

•

이를 통해 한 곳에 몰려 배치되는 것을 방지함

2. 구성 요소 설명

Topology Spread Constraints는 다음 필드를 포함

필드명	설명
maxSkew	허용 가능한 최대 불균형 정도
topologyKey	파드를 분산시킬 기준. 예: kubernetes.io/hostname, topology.kubernetes.io/zone
whenUnsatisfiable	조건을 만족하지 못할 경우 처리 방법. DoNotSchedule 또는 ScheduleAnyway
labelSelector	어떤 파드 그룹을 기준으로 분산할지 선택. 보통 같은 앱의 레이블 사용
matchLabelKeys (1.28+)	해당 키를 가진 파드 레이블만 고려함
minDomains (1.25+)	최소한 분산되어야 하는 도메인 개수

3. 주요 필드 예시

topologySpreadConstraints:
  - maxSkew: 1
    topologyKey: kubernetes.io/hostname
    whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
    labelSelector:
      matchLabels:
        app: myapp
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이 예시는 다음을 의미

•

같은 app=myapp 레이블을 가진 파드들 간에

•

kubernetes.io/hostname (즉, 노드) 기준으로

•

파드 수의 차이가 1 이하가 되도록 분산

•

만약 조건을 맞출 수 없으면 → 스케줄하지 않기 (DoNotSchedule)

4. 필드별 상세 설명

maxSkew (최대 스큐)

•

파드가 분산된 각 topology group 간 최대 편차(차이) 를 의미

•

예: 5개의 노드에 파드를 배치할 때, maxSkew: 1이면 모든 노드 간 파드 수 차이가 1 이하가 되어야 함

topologyKey

•

파드를 분산시킬 기준

•

예:

◦

kubernetes.io/hostname → 각 노드에 균등하게

◦

topology.kubernetes.io/zone → 각 AZ(가용영역)에 균등하게

whenUnsatisfiable

•

조건이 만족되지 않을 때 어떻게 할지 설정

값	설명
DoNotSchedule	조건을 만족하지 못하면 파드를 스케줄링하지 않음(hard)
ScheduleAnyway	조건을 만족하지 않더라도 파드 스케줄링 강행(soft)

대부분의 고가용성 워크로드에서는 DoNotSchedule을 사용한다고함

5. 실전 예제

예제 1: 노드 간 균등 분산

spec:
  topologySpreadConstraints:
    - maxSkew: 1
      topologyKey: kubernetes.io/hostname
      whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
      labelSelector:
        matchLabels:
          app: frontend
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→ 같은 app=frontend 파드는 가능한 한 모든 노드에 균등하게 배치됨

예제 2: AZ(가용 영역) 분산

spec:
  topologySpreadConstraints:
    - maxSkew: 1
      topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
      whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
      labelSelector:
        matchLabels:
          app: backend
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→ app=backend 파드는 가능한 한 모든 가용영역(zone) 에 균등하게 배치됨

예제 3: 다중 조건 분산

spec:
  topologySpreadConstraints:
    - maxSkew: 1
      topologyKey: topology.kubernetes.io/zone
      whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
      labelSelector:
        matchLabels:
          app: myservice
    - maxSkew: 1
      topologyKey: kubernetes.io/hostname
      whenUnsatisfiable: DoNotSchedule
      labelSelector:
        matchLabels:
          app: myservice          
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→ 파드가 zone과 노드 둘 다에서 균등하게 퍼지도록 설정됨

→ 단일 노드나 단일 AZ에 몰리는 것 방지

6. Affinity vs Spread Constraint 차이

항목	Affinity	TopologySpreadConstraints
목적	특정 위치에 배치	균등하게 분산 배치
적용 대상	파드 또는 노드 선택	파드 간 분산 조절
필수 조건	required, preferred	maxSkew, topologyKey 등
제어 방식	위치 기반 선호/제한	분산 기준과 균등성 보장

7. 제한 사항 및 주의사항

•

TopologyKey에 해당하는 레이블이 없는 노드는 무시됨

•

labelSelector를 통해 기준 파드 집합을 명확히 지정해야 함

•

클러스터 규모가 작으면 DoNotSchedule로 인해 파드가 Pending 상태에 빠질 수 있음

•

ReplicaSet과 함께 사용할 때 복제본 간 분산에 매우 유용

요약

용도	설명
파드 분산	여러 노드, 영역 등에 파드를 균등하게 분산
장애 격리	하나의 장애 도메인에 몰리는 것 방지
고가용성	리전/존 단위로 균형 있게 파드 배치 가능
조합 가능	여러 SpreadConstraint 조합으로 세밀한 제어 가능