Node #

Node adalah mesin — fisik atau virtual — yang menjadi anggota sebuah cluster Kubernetes. Setiap node memiliki peran dan sekumpulan komponen yang berjalan di dalamnya. Memahami apa yang berjalan di dalam node membantu kamu memahami bagaimana Kubernetes benar-benar menjalankan aplikasi, dan apa yang terjadi ketika sebuah node bermasalah.

Dua Jenis Node #

Dalam cluster Kubernetes, setiap mesin memainkan satu dari dua peran:

Control Plane Node — menjalankan komponen-komponen yang mengelola cluster: API Server, Scheduler, Controller Manager, dan Etcd. Di cluster produksi, node ini biasanya tidak menjalankan workload aplikasi.

Worker Node — menjalankan Pod yang berisi container aplikasi. Ini adalah mesin yang benar-benar mengerjakan “pekerjaan” dalam cluster.

Komponen per jenis node:

Control Plane Node:
├── kube-apiserver      ← menerima semua request ke cluster
├── kube-scheduler      ← memutuskan Pod jalan di node mana
├── kube-controller-manager ← menjaga desired state
└── etcd               ← menyimpan seluruh state cluster

Worker Node:
├── kubelet            ← agen yang berkomunikasi dengan control plane
├── kube-proxy         ← mengelola aturan networking di node
└── container runtime  ← menjalankan container (containerd, CRI-O)

Komponen di Worker Node #

Tiga komponen ini selalu berjalan di setiap worker node:

kubelet adalah agen utama Kubernetes di setiap node. Kubelet terus berkomunikasi dengan API Server, menerima spesifikasi Pod yang perlu dijalankan, memastikan container-container di dalamnya berjalan sesuai spesifikasi, dan melaporkan kondisi node serta Pod kembali ke control plane.

Siklus kerja kubelet:

API Server: "Jalankan Pod 'api-v2' di node ini"
      │
      ▼
Kubelet menerima PodSpec
      │
      ├─ Instruksikan container runtime untuk pull image
      ├─ Jalankan container sesuai spesifikasi
      ├─ Monitor container — jalankan liveness probe
      └─ Laporkan status ke API Server setiap beberapa detik

kube-proxy mengelola aturan networking di level node. Ketika ada Service Kubernetes yang membuat Pod-pod kamu bisa diakses melalui satu DNS name, kube-proxy yang menulis aturan iptables atau ipvs di node untuk meneruskan traffic ke Pod yang tepat.

Container runtime adalah software yang benar-benar menjalankan container. Kubernetes mendukung runtime yang mengikuti spesifikasi CRI (Container Runtime Interface): containerd (paling umum di produksi modern), CRI-O, dan beberapa lainnya. Docker tidak lagi digunakan secara langsung oleh Kubernetes sejak versi 1.24.

Status dan Kondisi Node #

Kubernetes secara aktif memantau kondisi setiap node. Kamu bisa melihat kondisi ini dengan:

kubectl get nodes

NAME          STATUS   ROLES           AGE   VERSION
master-1      Ready    control-plane   30d   v1.28.0
worker-1      Ready    <none>          30d   v1.28.0
worker-2      Ready    <none>          30d   v1.28.0
worker-3      NotReady <none>          30d   v1.28.0  ← masalah!

Untuk melihat detail kondisi sebuah node:

kubectl describe node worker-3

Output describe node menampilkan beberapa condition yang Kubernetes pantau:

Ketika sebuah node masuk kondisi NotReady, Kubernetes akan menghentikan penjadwalan Pod baru ke node tersebut. Setelah periode tertentu (default 5 menit), Kubernetes akan memindahkan Pod yang sebelumnya berjalan di node tersebut ke node lain yang sehat.

Resource Node #

Setiap node memiliki kapasitas resource yang terbatas: CPU dan memory. Kubernetes melacak ini dengan dua angka berbeda:

kubectl describe node worker-1 | grep -A 6 "Capacity\|Allocatable"

Capacity:
  cpu:     4          ← total CPU yang dimiliki node
  memory:  8Gi        ← total memory yang dimiliki node

Allocatable:
  cpu:     3800m      ← CPU yang bisa dipakai Pod (setelah dikurangi sistem)
  memory:  7.5Gi      ← memory yang bisa dipakai Pod (setelah dikurangi sistem)

Capacity adalah total resource fisik node. Allocatable adalah porsi yang tersedia untuk Pod — sedikit dikurangi untuk komponen sistem Kubernetes itu sendiri (kubelet, kube-proxy, dll).

Kubernetes scheduler hanya akan menempatkan Pod di node jika resource yang diminta Pod muat di dalam allocatable yang tersisa.

Node Selector dan Affinity #

Terkadang kamu perlu memastikan Pod tertentu berjalan di node dengan karakteristik tertentu — misalnya node dengan GPU, atau node di availability zone tertentu. Kubernetes menyediakan beberapa mekanisme untuk ini:

# Node selector sederhana — Pod hanya jalan di node berlabel "disktype=ssd"
spec:
  nodeSelector:
    disktype: ssd

# Node affinity — lebih ekspresif, bisa "preferred" atau "required"
spec:
  affinity:
    nodeAffinity:
      requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
          - key: kubernetes.io/arch
            operator: In
            values:
            - amd64

Label pada node bisa ditambahkan secara manual:

# Tambahkan label ke node
kubectl label node worker-2 disktype=ssd

# Lihat semua label node
kubectl get nodes --show-labels

Cordon dan Drain #

Dua operasi penting saat kamu perlu melakukan maintenance pada sebuah node:

Cordon — menandai node sebagai tidak schedulable. Pod yang sudah berjalan di node tidak terpengaruh, tapi Pod baru tidak akan ditempatkan di sini.

# Tandai node tidak schedulable
kubectl cordon worker-2

# Status berubah menjadi:
# worker-2  Ready,SchedulingDisabled  <none>  30d  v1.28.0

Drain — mengosongkan node dengan memindahkan semua Pod ke node lain, lalu menandai node sebagai tidak schedulable. Digunakan sebelum mematikan node untuk maintenance atau upgrade.

# Pindahkan semua Pod dari node dan tandai tidak schedulable
kubectl drain worker-2 --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data

# Setelah maintenance selesai, kembalikan node ke kondisi normal
kubectl uncordon worker-2

kubectl drain akan menghapus Pod dari node tersebut. Pastikan aplikasimu memiliki lebih dari satu replica sebelum melakukan drain, supaya tidak ada downtime selama proses pemindahan Pod berlangsung.

Ringkasan #

• Dua jenis node — control plane node mengelola cluster, worker node menjalankan aplikasi; keduanya punya komponen yang berbeda.
• Tiga komponen di worker node — kubelet (agen utama), kube-proxy (networking), dan container runtime (menjalankan container).
• Kubernetes memantau kondisi node — status Ready/NotReady, memory pressure, disk pressure; Pod tidak dijadwalkan ke node yang bermasalah.
• Capacity vs Allocatable — scheduler menggunakan angka Allocatable, bukan Capacity, saat memutuskan di mana Pod bisa ditempatkan.
• Node Selector dan Affinity — mekanisme untuk memastikan Pod berjalan di node dengan karakteristik tertentu (GPU, SSD, availability zone).
• Cordon untuk isolasi, Drain untuk maintenance — cordon menghentikan scheduling baru, drain mengosongkan node sepenuhnya sebelum maintenance.

← Sebelumnya: Cluster   Berikutnya: Pod →