k8s基础4-标签和选择器

一、标签是什么

  • 标签是k8s特色的管理方式，便于分类管理资源对象。

  • 一个标签可以对应多个资源，一个资源也可以有多个标签，它们是多对多的关系。

  • 一个资源拥有多个标签，可以实现不同维度的管理。

  • 可以使用标签选择器来指定能使用哪些标签。

标签（Label）是附加在Kubernetes对象上的一组名值对，其意图是按照对用户有意义的方式来标识Kubernetes对象，同时，又不对Kubernetes的核心逻辑产生影响。标签可以用来组织和选择一组Kubernetes对象。您可以在创建Kubernetes对象时为其添加标签，也可以在创建以后再为其添加标签。每个Kubernetes对象可以有多个标签，同一个对象的标签的 Key 必须唯一，例如：

metadata:
  labels:
    key1: value1
    key2: value2

使用标签（Label）可以高效地查询和监听Kubernetes对象，在Kubernetes界面工具（如 Kubenetes Dashboard 或 Kuboard）和 kubectl 中，标签的使用非常普遍。那些非标识性的信息应该记录在注解

为什么要使用标签

使用标签，用户可以按照自己期望的形式组织 Kubernetes 对象之间的结构，而无需对 Kubernetes 有任何修改。

应用程序的部署或者批处理程序的部署通常都是多维度的（例如，多个高可用分区、多个程序版本、多个微服务分层）。管理这些对象时，很多时候要针对某一个维度的条件做整体操作，例如，将某个版本的程序整体删除，这种情况下，如果用户能够事先规划好标签的使用，再通过标签进行选择，就会非常地便捷

  • release: stable、release: canary

  • environment: dev、environment: qa、environment: production

  • tier: frontend、tier: backend、tier: cache

  • partition: customerA、partition: customerB

  • track: daily、track: weekly

二、标签组成

key=value

  • key：只能使用 字母 数字 _ - . (只能以字母数字开头，不能超过63给字符)

  • value： 可以为空 只能使用 字母 数字开头

1、定义标签

kubectl get pods --show-labels　　#查看pod所有标签信息
kubectl get pods -l app　　#过滤包含app的标签
kubectl get pods -L app    #过滤包含app的标签及显示值
kubectl label pods pod-demo release=canary　　#给pod-demo增加标签
kubectl label pods pod-demo release=stable --overwrite　　#修改标签

三、标签选择器

给资源打上标签后，可以使用标签选择器过滤指定的标签

标签选择器目前有两个：基于等值关系和基于集合关系

  • 等值关系操作符：=， == ， !=

    #使用格式
kubectl get pods -l run=myapp
kubectl get pods -l run=myapp --show-labels
kubectl get pods -l run!=client --show-labels

  • 集合关系的操作符:in，notin，exists

    #使用格式
kubectl get pods -l "run in (client,myapp,alpha)" --show-labels   #三个值有一个匹配上都可以
kubectl get pods -l "run notin (client,myapp,alpha)" --show-labels

3.1、小试牛刀

1 通过主机标签或者主机名，把pod部署到匹配的节点

  • 1、匹配符合条件的标签，部署pod

  • 2、给node02节点打标签，如果多个主机都有ssd标签，会随机匹配某一个

    kubectl label nodes node02.linux.com disktype=ssd   #给node02打上ssd标签
kubectl get nodes --show-labels

2 b、修改yaml文件，增加标签选择器

[root@master manifests]# cat pod-with-nodeselector.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-with-nodeselector
  labels:
    env: testing
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
  nodeSelector:
    disktype: ssd

3、创建pod，验证

kubectl create -f pod-with-nodeselector.yaml
kubectl get nodes -o wide

4 通过主机名,部署pod到指定的主机**

4.1方式一
[root@master manifests]# cat pod-with-nodeselector.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-with-nodeselector
  labels:
    env: testing
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
  nodeSelector:
    kubernetes.io/hostname: node01.linux.com
4.2 方式二：使用sepc.nodeName**
[root@master manifests]# cat pod-with-nodeselector.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-with-nodeselector
  labels:
    env: testing
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
  nodeName: node01.linux.com

四 句法和字符集

标签是一组名值对（key/value pair）。标签的 key 可以有两个部分：可选的前缀和标签名，通过 / 分隔。

1 标签名

  • 标签名部分是必须的

  • 不能多于 63 个字符

  • 必须由字母、数字开始和结尾

  • 可以包含字母、数字、减号-、下划线_、小数点.

  • 标签前缀：

  • 标签前缀部分是可选的

  • 如果指定，必须是一个DNS的子域名，例如：k8s.eip.work

  • 不能多于 253 个字符

  • 使用 / 和标签名分隔

如果省略标签前缀，则标签的 key 将被认为是专属于用户的。Kubernetes的系统组件（例如，kube-scheduler、kube-controller-manager、kube-apiserver、kubectl 或其他第三方组件）向用户的Kubernetes对象添加标签时，必须指定一个前缀。

kubernetes.io/ 和 k8s.io/ 这两个前缀是 Kubernetes 核心组件预留的。Kuboard 使用 k8s.eip.work 这个前缀。

2 标签的 value 必须

  • 不能多于 63 个字符

  • 可以为空字符串

  • 如果不为空，则

  • 必须由字母、数字开始和结尾

  • 可以包含字母、数字、减号-、下划线_、小数点.
    例如，下面的例子中的Pod包含两个标签 environment: production 和 app:nginx

五 标签选择器选择方式

与 name 和 UID 不同，标签不一定是唯一的。通常来讲，会有多个Kubernetes对象包含相同的标签。通过使用标签选择器（label selector），用户/客户端可以选择一组对象。标签选择器（label selector）是 Kubernetes 中最主要的分类和筛选手段。

Kubernetes api server支持两种形式的标签选择器，equality-based 基于等式的 和set-based 基于集合的。标签选择器可以包含多个条件，并使用逗号分隔，此时只有满足所有条件的 Kubernetes 对象才会被选中。

如果使用空的标签选择器或者不指定选择器，其含义由具体的 API 接口决定。

1-基于等式的选择方式

Equality- 或者 inequality-based 选择器可以使用标签的名和值来执行过滤选择。只有匹配所有条件的对象才被选中（被选中的对象可以包含未指定的标签）。可以使用三种操作符 =、==、!=。前两个操作符含义是一样的，都代表相等，后一个操作符代表不相等。例如：

选择了标签名为 `environment` 且 标签值为 `production` 的Kubernetes对象
environment = production
选择了标签名为 `tier` 且标签值不等于 `frontend` 的对象，以及不包含标签 `tier` 的对象
tier != frontend

也可以使用逗号分隔的两个等式environment=production,tier!=frontend，此时将选中所有 environment 为 production 且 tier 不为 frontend 的对象。

以 Pod 的节点选择器 为例，下面的 Pod 可以被调度到包含标签 accelerator=nvidia-tesla-p100的节点上：


apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: cuda-test
spec:
  containers:
    - name: cuda-test
      image: "k8s.gcr.io/cuda-vector-add:v0.1"
      resources:
        limits:
          nvidia.com/gpu: 1
  nodeSelector:
    accelerator: nvidia-tesla-p100

2-基于集合的选择方式

Set-based 标签选择器可以根据标签名的一组值进行筛选。支持的操作符有三种：in、notin、exists。例如：

# 选择所有的包含 `environment` 标签且值为 `production` 或 `qa` 的对象
environment in (production, qa)
# 选择所有的 `tier` 标签不为 `frontend` 和 `backend`的对象，或不含 `tier` 标签的对象
tier notin (frontend, backend)
# 选择所有包含 `partition` 标签的对象
partition
# 选择所有不包含 `partition` 标签的对象
!partition

可以组合多个选择器，用 , 分隔，, 相当于 AND 操作符。例如：

# 选择包含 `partition` 标签（不检查标签值）且 `environment` 不是 `qa` 的对象
partition,environment notin (qa)

基于集合的选择方式是一个更宽泛的基于等式的选择方式，例如，environment=production 等价于 environment in (production)；environment!=production 等价于 environment notin (production)。

基于集合的选择方式可以和基于等式的选择方式可以混合使用，例如：partition in (customerA, customerB),environment!=qa

六 API查询条件引用

1 Kubernetes对象引用

某些 Kubernetes 对象中（例如，Service和Deployment），使用标签选择器指定一组其他类型的 Kubernetes 对象（例如，Pod）

2 Service

Service 中通过 spec.selector 字段来选择一组 Pod，并将服务请求转发到选中的 Pod 上。

在 yaml 或 json 文件中，标签选择器用一个 map 来定义，且支持基于等式的选择方式，例如：