Kubernetes标签（Label）

标签（Labels）是 Kubernetes 中用于对资源进行标识和分类的键值对，是实现资源管理、筛选和关联的核心机制。它们不直接影响资源的功能，但为集群中的资源组织、查询和操作提供了强大的灵活性。
1、概念

1.1 定义与作用

标签是附加在 Kubernetes 资源（如 Pod、Node、Service、Deployment 等）上的键值对
特点：

• 每个对象可以有多个标签。
  
• 标签的 Key 必须是唯一的。
  
• 标签可以在创建时添加，也可以后期动态修改。
  

1.2 标签的语法和规范

• 键（Key）： 分为两部分（可选）：前缀/名称
  
  
  
  • 前缀： 可选。如果指定，必须是一个 DNS 子域名，如 example.com/my-key。它用于区分第三方工具使用的标签。
    
  • 名称： 必填。不能超过 63 个字符。必须以字母数字开头和结尾，中间可以包含连字符 -、下划线 _、点 .。
    
  
  
• 值（Value）： 必须不超过 63 个字符。同样必须以字母数字开头和结尾，中间可以包含连字符 -、下划线 _、点 .。
  

有效示例：
environment: production
tier: frontend
app.kubernetes.io/name: mysql （使用前缀的最佳实践）
release: "canary" （值可以用引号，但非必须）
无效示例：
.environment: prod （键名不能以点开头）
environment: prod/ （值不能以斜杠结尾）
2、标签的使用

2.1 创建资源时添加标签

Pod示例

1. apiVersion: v1
2. kind: Pod
3. metadata:
4.   name: label-demo
5.   labels:
6.     environment: production  # 环境标识
7.     app: nginx               # 应用名称
8.     version: "1.21"          # 版本号
9.     tier: frontend           # 应用层级
10. spec:
11.   containers:
12.   - name: nginx
13.     image: nginx:1.21

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Deployment 示例：

1. apiVersion: apps/v1
2. kind: Deployment
3. metadata:
4.   name: nginx-deployment
5.   labels:
6.     app: nginx
7. spec:
8.   replicas: 3
9.   selector:
10.     matchLabels:
11.       app: nginx
12.       tier: frontend
13.   template:
14.     metadata:
15.       labels:
16.         app: nginx
17.         tier: frontend
18.         version: "1.21"
19.     spec:
20.       containers:
21.       - name: nginx
22.         image: nginx:1.21

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2.2 为现有资源添加或修改标签

使用 kubectl label 命令：

1. # 给一个已存在的 Pod 添加/修改标签
2. kubectl label pods <pod-name> environment=prod
4. # 覆盖已存在的标签（需要 --overwrite）
5. kubectl label pods <pod-name> environment=staging --overwrite

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2.3 查看资源标签

1. # 查看所有 Pod 及其标签
2. kubectl get pods --show-labels
4. # 查看指定命名空间的 Pod 及其标签
5. kubectl get pods -n <namespace> --show-labels
7. # 查看特定资源的标签
8. kubectl describe pod label-demo | grep Labels
10. # 使用标签选择器筛选 Pod
11. kubectl get pods -l app=nginx
12. kubectl get pods -l 'environment in (prod, staging)'
13. kubectl get pods -l 'tier!=backend'

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2.4 删除标签

通过将标签值设置为空字符串来删除标签：

1. # 使用减号 - 来删除一个标签
2. kubectl label pods <pod-name> environment-

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3、标签选择器（Label Selectors）

标签选择器是用于筛选具有特定标签的资源的查询条件，Kubernetes 中许多资源都使用标签选择器来关联其他资源。
3.1 基于等值（Equality-based）的选择器

使用 =、==、!= 运算符进行匹配。

• environment = production： 选择所有具有 environment 标签且值等于 production 的对象。
  
• tier != frontend： 选择所有具有 tier 标签且值不等于 frontend，或者根本没有 tier 标签的对象。
  

示例

1. # 选择 environment 为 production 的 Pod
2. kubectl get pods -l environment=production
4. # 选择 app 为 nginx 且 tier 不是 backend 的 Pod
5. kubectl get pods -l app=nginx,tier!=backend

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3.2 基于集合（Set-based）的选择器

使用 in、notin、exists 运算符进行更灵活的匹配。

• environment in (production, staging)： 选择所有具有 environment 标签且值是 production 或 staging 的对象。
  
• tier notin (frontend, backend)： 选择所有具有 tier 标签且值既不是 frontend 也不是 backend 的对象。
  
• release： 选择所有具有 release 标签的对象，不检查其值。
  
• !release： 选择所有不具有 release 标签的对象。
  

示例

1. # 选择 version 为 v1 或 v2 的 Pod
2. kubectl get pods -l 'version in (v1, v2)'
4. # 选择 environment 不是 production 也不是 staging 的 Pod
5. kubectl get pods -l 'environment notin (production, staging)'
7. # 选择所有具有 app 标签的 Pod（无论值是什么）
8. kubectl get pods -l 'app'
10. # 选择所有没有 tier 标签的 Pod
11. kubectl get pods -l '!tier'

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4、应用场景

4.1 连接 Pod 与 Controller（控制器）

Deployment、ReplicaSet、StatefulSet、DaemonSet 等控制器通过标签选择器来管理它们所控制的 Pods。
示例： 一个 Deployment 的配置如下。它通过 selector 字段找到所有带有 app: nginx 和 environment: test 标签的 Pod 来进行管理。

1. apiVersion: apps/v1
2. kind: Deployment
3. metadata:
4.   name: nginx-deployment
5. spec:
6.   selector:
7.     matchLabels: # 使用 matchLabels 进行等值匹配
8.       app: nginx
9.       environment: test
10.   template: # Pod 模板
11.     metadata:
12.       labels: # 这里定义的标签必须匹配上面的 selector！
13.         app: nginx
14.         environment: test
15.         tier: frontend # 可以添加更多标签
16.     spec:
17.       containers:
18.       - name: nginx
19.         image: nginx:1.14.2

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4.2 连接 Service 与 Pods

Service 通过标签选择器决定它将流量路由到哪些 Pods。
示例：下面的 Service 会将所有进入的流量负载均衡到所有带有 app: nginx 和 environment: test 标签的 Pods 上。

1. apiVersion: v1
2. kind: Service
3. metadata:
4.   name: nginx-service
5. spec:
6.   selector: # Service 的选择器
7.     app: nginx
8.     environment: test
9.   ports:
10.     - protocol: TCP
11.       port: 80
12.       targetPort: 9376

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4.3 节点选择（Node Selection）

你可以给 Node 打上标签（如 disktype: ssd, gpu: "true"），然后在 Pod 配置中通过 nodeSelector 将 Pod 调度到特定的节点上。
步骤1：给节点打标签

1. kubectl label nodes <node-name> disktype=ssd

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步骤2：在 Pod 定义中使用节点选择器

1. apiVersion: v1
2. kind: Pod
3. metadata:
4.   name: my-pod
5. spec:
6.   containers:
7.   - name: my-container
8.     image: nginx
9.   nodeSelector:
10.     disktype: ssd # 这个 Pod 只会被调度到带有 disktype=ssd 标签的节点上

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4.4 金丝雀发布（Canary Releases）

通过标签可以将一部分流量路由到新版本的 Pod（金丝雀），另一部分路由到稳定版本的 Pod。
示例：

• 部署稳定版：deployment + service，标签为 app: myapp, version: stable。
  
• 部署金丝雀版：deployment，标签为 app: myapp, version: canary。
  
• Service 的选择器是 app: myapp，它会将流量同时路由到 stable 和 canary 版本的 Pod。通过控制两个 Deployment 的副本数比例，可以控制流量分配。
  

4.5 批量操作

可以使用标签选择器对一组资源执行操作。

1. # 删除所有 environment 为 test 的 Pods
2. kubectl delete pods -l environment=test
4. # 查看所有 tier 是 frontend 的 Pods
5. kubectl get pods -l tier=frontend
7. # 查看所有具有 release 标签的 Pods（不管值是什么）
8. kubectl get pods -l release

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不错，里面软件多更新就更好了