# 标签和选择器
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
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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(annotation)
# 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。
标签的例子有:
release: stable
、release: canary
environment: dev
、environment: qa
、environment: production
tier: frontend
、tier: backend
、tier: cache
partition: customerA
、partition: customerB
track: daily
、track: weekly
上面只是一些使用比较普遍的标签,您可以根据您自己的情况建立合适的使用标签的约定。
# 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。
- 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。
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
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: label-demo
labels:
environment: production
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.7.9
ports:
- containerPort: 80
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# 标签选择器
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。
# 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
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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
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# 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
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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)
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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
# API
# 查询条件
LIST 和 WATCH 操作时,可指定标签选择器作为查询条件,以筛选指定的对象集合。两种选择方式都可以使用,但是要符合 URL 编码,例如:
- 基于等式的选择方式:
?labelSelector=environment%3Dproduction,tier%3Dfrontend
- 基于集合的选择方式:
?labelSelector=environment+in+%28production%2Cqa%29%2Ctier+in+%28frontend%29
两种选择方式都可以在 kubectl 的 list 和 watch 命令中使用,例如:
- 使用基于等式的选择方式
kubectl get pods -l environment=production,tier=frontend
1 - 使用基于集合的选择方式
kubectl get pods -l 'environment in (production),tier in (frontend)'
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# 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)
# 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:
"selector": {
"component" : "redis",
}
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或
selector:
component: redis
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上面的例子中定义的标签选择器等价于 component=redis
或 component in (redis)
# 有些对象支持基于集合的选择方式
Job
、Deployment
、ReplicaSet
和 DaemonSet
同时支持基于等式的选择方式和基于集合的选择方式。例如:
selector:
matchLabels:
component: redis
matchExpressions:
- {key: tier, operator: In, values: [cache]}
- {key: environment, operator: NotIn, values: [dev]}
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matchLabels
是一个 {key,value} 组成的 map。map 中的一个 {key,value} 条目相当于 matchExpressions
中的一个元素,其 key
为 map 的 key,operator
为 In
, values
数组则只包含 value
一个元素。matchExpression
等价于基于集合的选择方式,支持的 operator
有 In
、NotIn
、Exists
和 DoesNotExist
。当 operator
为 In
或 NotIn
时,values
数组不能为空。所有的选择条件都以 AND 的形式合并计算,即所有的条件都满足才可以算是匹配。
# 引用一组节点
可以通过标签选择器将 Pod 调度到指定的节点上,请参考 将容器组调度到指定的节点