【kubernetes云原生】k8s标签选择器使用详解

一、标签选择器来源

对于k8s中pod来讲，使用pod控制器创建的pod发生故障后，重建后的pod的ip地址和名称是变化的，为了解决pod访问问题，我们可以创建service，通过访问service的ip地址就可以正常访问到pod，那么问题来了，service是怎样去关联pod的呢？

我们知道在k8s中如果使用pod控制创建的pod，pod发生故障后，对应pod会被对应的控制器重启或重建，一个pod重建以后，对应的ip地址和名称都会发生变化，所以靠ip地址和名称关联pod是不行的，那靠什么关联pod呢？

在k8s上是使用的标签和标签选择器的机制实现资源和资源间相互关联的

二、什么是标签选择器

2.1 标签选择器概述

K8S提供了一种机制来为资源进行分类，那就是Label（标签），同一类资源会拥有相同的标签，具体形式是key-value的标记对，可以在创建资源的时候设置，也可以在后期添加和修改；

1、可以附加到各种资源对象上，如Node,Pod,Service,RC等,一个资源拥有多个标签，可以实现不同维度的管理；

2、给某个资源对象定义一个Label，就相当于给它打了一个标签，可以通过Label Selector（标签选择器）查询和筛选拥有某些Label的资源对象，K8S通过这种方式实现了类似SQL的对象查询机制；

2.2 标签选择器概述属性

每个资源都存在多维度属性，比如下面这些标签：

• 版本标签："release" : "stable" , "release" : "canary"...
• 环境标签："environment" : "dev" , "environment" : "production"；
• 架构标签："tier" : "frontend" , "tier" : "backend" , "tier" : "middleware"；
• 分区标签："partition" : "customerA" , "partition" : "customerB"...

不同的场景可以选择具有合适属性功能的标签进行使用

三、标签使用场景

• 未使用标签的时候，集群中pod比较多的情况下，分散难以管理，如果需要部署不同版本的应用到不同的环境中，操作起来比较麻烦；
• 如果给不同的pod打上标签之后，就可以进行集中式管理，方便运维；

四、标签选择器特点

4.1 基本特点

• 是Kubernetes核心的分组机制，通过label selector客户端/用户能够识别一组有共同特征或属性的资源对象；
• 对应的资源打上标签后,可以使用标签选择器过滤指定的标签；

4.2 核心标签选择器

matchLabels

用于定义一组Label , 基于等值关系(等于、不等于) ，类似于ＳＱＬ语句中的＝或！＝

matchExpressions

基于集合关系(属于、不属于、存在) ，类似于SQL语句中的in或 not in；

4.3 补充说明

如果同时设置了matchLabels和matchExpressions，则两组条件为 AND关系，即需要同时满足所有条件才能完成Selector的筛选。

五、标签选择器常用操作命令

5.1 前置准备

在上一篇，通过下面这种方式导出了一个nginx.yaml，然后通过yaml创建了一个pod

kubectl create deployment test-nginx3 --image=nginx:1.23.0 --namespace default -o yaml --dry-run=client > ./nginx.yaml

默认情况下查看pod时不会列出任何标签

5.2 常用操作命令

5.2.1 查看namespace下的标签

kubectl get pod -n default --show-labels

这里显示的标签名称，正是导出的nginx.yaml中的下面这里的配置

5.2.2 查看 deploy控制器标签

kubectl get deploy -n default --show-labels

5.2.3 查看node节点标签

kubectl get node --show-labels

5.2.4 给Pod资源打标签

kubectl label pod pod名称 -n default 标签名称

再次查看标签时：kubectl get pod -n default --show-labels ，可以看到上述打的标签就有了

5.2.5 给Pod资源更新标签

kubectl label pod pod名称 -n default version=2.0 --overwrite

比如在上面那个pod，已经打上了version=1.0，现在将其标签更新为2.0；

5.2.6 使用标签选择器筛选

kubectl get pod -l "标签名称" -n default --show-labels

比如这里我们筛选一下上面给nginx这个pod打的version=2.0这个标签；

5.2.7 删除标签

kubectl label pod pod名称 -n default version-

删除上面这个version=2.0的标签

六、标签选择器案例演示

在上文谈到，使用标签选择器可以很方便的对pod进行管理，举例来说，k8s集群中有很多个工作(node)节点，运维人员在明确了各工作节点的配置前提下，希望在开启某个pod的时候，这个pod被调度到特定的节点上，而不是使用k8s默认的调度策略，这时候就可以先通过给工作节点打标签，然后在启动pod的时候，使用标签选择器选择这个标签即可达到这个目的；

针对上面这个需求，通过实操演示下；

6.1 查看当前k8s集群的节点信息

目前一个master节点，和一个工作节点

6.2 给工作节点打上标签

kubectl label node izbp1hgw1v5d5y7bpvejtwz env=node1

6.3 创建一个yaml文件，使用上面创建的标签选择器

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-nginx-label
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.23.0
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:
    env: node1

执行之后，可以看到就成功创建了一个pod，并且使用的是自己创建的这个标签选择器；

七、写在结尾

标签的思想最早在docker容器中比较常见，尤其是在生产环境下，当docker容器的数量非常庞大的时候，为了更好的管理不同环境不同版本下的docker容器时，方便运维更好更快捷的找到对应的docker容器，标签这一概念就显得很实用了，k8s中使用标签的思想也源于此，在日常开发中，也可以适当的考虑将标签这一设计思想进行运用。