K8s新手系列之Label标签和Label选择器

概述

官网：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/overview/working-with-objects/labels/
在K8s中，Label（标签） 是用于标识和构造集群资源（如Pod、Service、Deployment、Node等）的核心机制，其重要作用就是在各种资源上添加表示，用来对它们进行区分和选择。
Label的特点

• 一个Label会以key/value键值对的形式附加到各种对象上，如Node、Pod、Service等等
  
• 一个资源对象可以定义任意数量的Label ，同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上去
  
• Label通常在资源对象定义时确定，当然也可以在对象创建后动态添加或者删除
  

Label的定义规则

Key的定义规则

• kubernetes.io/ 和 k8s.io/ 前缀是为 Kubernetes 核心组件保存的。
  
• 格式：[前缀/]名称
  
• 前缀（可选）：DNS子域格式（如 k8s.example.com/），不超过253字符。
  
• 名称：不超过63字符，允许字母、数字、-、_、.，且需以字母或数字开头和结尾
  

Value的定义规则

• 必须为 63 个字符或更少（可以为空）
  
• 除非标签值为空，必须以字母数字字符（[a-z0-9A-Z]）开头和结尾
  
• 包含破折号（-）、下划线（_）、点（.）和字母或数字
  

Label的操作

给资源添加Label

方式一：在资源清单中指定

可以在资源文件中的metadata.labels中指定标签。以定义Pod为例：

1. # 创建Pod
2. [root@master01 ~/label]# cat pod-label.yaml
3. apiVersion: v1
4. kind: Pod
5. metadata:
6.   name: pod-label
7.   # 添加label标签，标签以key: value的形式定义
8.   labels:
9.     app: nginx
10. spec:
11.   containers:
12.   - name: nginx-container
13.     image: nginx
14. [root@master01 ~/label]# kubectl apply -f pod-label.yaml
15. pod/pod-label created
17. # 验证是否定义成功
18. [root@master01 ~/label]# kubectl get pod pod-label --show-labels
19. NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
20. pod-label   1/1     Running   0          49s   app=nginx

复制代码

方式二：直接在已存在的资源上添加Label

语法：

1. kubectl label pods <pod-name> <labelKey=value>

复制代码

示例：在上述创建Pod中添加一个新的label

1. # 添加label
2. [root@master01 ~/label]# kubectl label pods pod-label env=dev
3. pod/pod-label labeled
4. # 验证是否添加成功
5. [root@master01 ~/label]# kubectl get pod pod-label --show-labels
6. NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
7. pod-label   1/1     Running   0          4m10s   app=nginx,env=dev

复制代码

修改资源中指定的LabelValue

Label的Key无法进行修改，只能进行删除，或者添加一个新的Key，将原来的Key进行删除，形成修改的假象，这里我们重要讲解修改Label的Value
语法：

1. kubectl label pods <pod-name> <labelKey=value> --overwrite

复制代码

示例：将上述Pod的env的value修改为prod

1. # 修改Label
2. [root@master01 ~/label]# kubectl label pods pod-label env=prod --overwrite
3. pod/pod-label labeled
4. # 验证是否修改成功
5. [root@master01 ~/label]# kubectl get pod pod-label --show-labels
6. NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
7. pod-label   1/1     Running   0          12m   app=nginx,env=prod

复制代码

查看资源中的Label

示例：

1. # 查看指定资源的Label
2. [root@master01 ~/label]# kubectl get pod --show-labels
3. NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
4. pod-label           1/1     Running   0          13m   app=nginx,env=prod
5. static-web-node02   1/1     Running   0          18m   role=myrole
7. # 查看指定资源的Label列
8. [root@master01 ~/label]# kubectl get pod -L env,app
9. NAME                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   ENV    APP
10. pod-label           1/1     Running   0          13m   prod   nginx
11. static-web-node02   1/1     Running   0          18m

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删除资源中的Label

语法：

1. # 注意，labelKey后有一个"-"减号kubectl label pods <pod-name> <labelKey=value>-

复制代码

示例：删除上述Pod中的env的label

1. # 删除Label
2. [root@master01 ~/label]# kubectl label pod pod-label env-
3. pod/pod-label unlabeled
5. # 验证是否删除成功
6. [root@master01 ~/label]# kubectl get pod pod-label --show-labels
7. NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
8. pod-label   1/1     Running   0          18m   app=nginx

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Label选择器

官网文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/overview/working-with-objects/labels/#label-selectors
在Kubernetes中，Label选择器（Label Selector） 是用于根据标签（Label）筛选和操作资源的核心机制。
Kubernetes中支持两种类型的Label选择器
等式选择器

通过精确匹配标签的键和值来筛选资源，支持以下操作符：

• =或者==：匹配key即是指定value的资源
  

1. # 选择所有包含 `env=prod` 标签的Pod
2. kubectl get pods -l env=prod

复制代码

• !=：匹配键值不即是指定值的资源
  

1. # 选择所有不包含 `tier=frontend` 标签的Pod
2. kubectl get pods -l tier!=frontend

复制代码

集合选择器

通过集合操作符（如 in、notin、exists）灵活筛选资源，支持更复杂的条件。

• in：指定key的value在指定的集合中
  

1. # 选择 `env` 是 `prod` 或 `staging` 的Pod
2. kubectl get pods -l "env in (prod, staging)"

复制代码

• notin: key的value不在指定集合中
  

1. kubectl get pods -l "env notin (frontend, backend)"

复制代码

• exists：key必须存在（不关心value）
  

1. # 选择存在env这个key的Pod
2. kubectl get pods -l "env,app"

复制代码

• doesnotexist：key必须不存在
  

1. # 选择不包含 `tier`、`test` 标签的Pod，
2. # 注意！！！这里需要使用单引号，使用双引号可能导致bash不解析
3. kubectl get pods -l '!tier,!test'

复制代码

通过Label操作K8s的资源

通过Label查看指定的资源

语法：

1. kubectl get <resource-type> -l <label-operation> -n <namespace>

复制代码

示例：

1. # 查看label为app=nginx的Pod
2. [root@master01 ~/label]# kubectl get pod -l "app=nginx"
3. NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
4. pod-label   1/1     Running   0          37m
6. # 查看calico-system名称空间下指定的Label存在的Pod
7. [root@master01 ~/label]# kubectl get po -l "app.kubernetes.io/name" -n calico-system
8. NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS        AGE
9. calico-kube-controllers-585c6db9c7-9wm4p   1/1     Running   1 (6d22h ago)   6d23h
10. calico-node-64sq8                          1/1     Running   0               22h
11. calico-node-kgkmk                          1/1     Running   0               22h
12. calico-node-vn47d                          1/1     Running   0               22h
13. calico-typha-666d79c78b-65szp              1/1     Running   1 (6d22h ago)   6d23h
14. calico-typha-666d79c78b-n9mjq              1/1     Running   1 (6d22h ago)   6d23h
15. csi-node-driver-92w48                      2/2     Running   4 (6d22h ago)   6d23h
16. csi-node-driver-96tfv                      2/2     Running   2 (6d22h ago)   6d23h
17. csi-node-driver-wbf7v                      2/2     Running   2 (6d22h ago)   6d23h

复制代码

通过Label删除资源

语法：

1. kubectl delete <resource-type> -l <label> -n <namespace>

复制代码

示例：

1. # 通过label删除Pod
2. [root@master01 ~/label]# kubectl delete po -l "app=nginx"
3. pod "pod-label" deleted
5. # 验证是否删除成功
6. [root@master01 ~/label]# kubectl get po pod-label
7. Error from server (NotFound): pods "pod-label" not found

复制代码

资源文件中利用选择器

示例：Deployment中利用

在Deployment中，spec.selector 用于选择目的Pod。常用 matchLabels 或 matchExpressions：

1. apiVersion: apps/v1
2. kind: Deployment
3. metadata:
4.   name: nginx-deployment
5. spec:
6.   selector:
7.     matchLabels:
8.       app: nginx   # 精确匹配标签 app=nginx
9.     matchExpressions:  # 集合选择器（可选）
10.       - {key: env, operator: In, values: [prod, staging]}
11.   template:
12.     metadata:
13.       labels:
14.         app: nginx
15.         env: prod
16.     # ... Pod配置

复制代码

示例：Service中利用

Service通过 spec.selector 选择Pod：

1. apiVersion: v1
2. kind: Service
3. metadata:
4.   name: nginx-service
5. spec:
6.   selector:
7.     app: nginx   # 选择所有包含 app=nginx 标签的Pod
8.   ports:
9.     - protocol: TCP
10.       port: 80
11.       targetPort: 9376

复制代码

Label及Label选择器的利用场景

• 批量操作资源：通过标签选择器批量操作符合条件的资源
  
• 服务发现：Service通过选择器关联Pod，实现动态流量路由
  
• 多维度分组：按照业务、环境、层级等多维度管理资源
  
• 通过标签区分新旧版本Pod，渐渐切换流量
  

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