k8s之Label

Label(标签)是Kubernetes系统中另外一个核心概念。一个Label是 一个key=value的键值对，其中key与value由用户自己指定。Label可以被 附加到各种资源对象上，例如Node、Pod、Service、RC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。Label通常在资源对象定义时确定，也可以在对象创建后 动态添加或者删除。

我们可以通过给指定的资源对象捆绑一个或多个不同的Label来实 现多维度的资源分组管理功能，以便灵活、方便地进行资源分配、调 度、配置、部署等管理工作。例如，部署不同版本的应用到不同的环境 中;监控和分析应用(日志记录、监控、告警)等。一些常用的Label 示例如下。

◎ 版本标签:"release":"stable"、"release":"canary"。

◎ 环境标 签:"environment":"dev"、"environment":"qa"、"environment":"production"。

◎ 架构标 签:"tier":"frontend"、"tier":"backend"、"tier":"middleware"。

◎ 分区标签:"partition":"customerA"、"partition":"customerB"。

◎ 质量管控标签:"track":"daily"、"track":"weekly"。

Label相当于我们熟悉的“标签”。给某个资源对象定义一个Label， 就相当于给它打了一个标签，随后可以通过Label Selector(标签选择 器)查询和筛选拥有某些Label的资源对象，Kubernetes通过这种方式实 现了类似SQL的简单又通用的对象查询机制。

Label Selector可以被类比为SQL语句中的where查询条件，例如， name=redis-slave这个Label Selector作用于Pod时，可以被类比为select * from pod where pod’s name =‘redis-slave’这样的语句。当前有两种Label Selector表达式:基于等式的(Equality-based)和基于集合的(Set- based)，前者采用等式类表达式匹配标签，下面是一些具体的例子。

◎ name=redis-slave:匹配所有具有标签name=redis-slave的资源对 象。

◎ env!=production:匹配所有不具有标签env=production的资源对 象，比如env=test就是满足此条件的标签之一。

后者则使用集合操作类表达式匹配标签，下面是一些具体的例子。 ◎ name in(redis-master, redis-slave):匹配所有具有标签

name=redis-master或者name=redis-slave的资源对象。
◎ name not in(php-frontend):匹配所有不具有标签name=php-

frontend的资源对象。

可以通过多个Label Selector表达式的组合实现复杂的条件选择，多个表达式之间用“，”进行分隔即可，几个条件之间是“AND”的关系，即同时满足多个条件，比如下面的例子:

以myweb Pod为例，Label被定义在其metadata中:

管理对象RC和Service则通过Selector字段设置需要关联Pod的Label:

其他管理对象如Deployment、ReplicaSet、DaemonSet和Job则可以

在Selector中使用基于集合的筛选条件定义，例如:

matchLabels用于定义一组Label，与直接写在Selector中的作用相同;matchExpressions用于定义一组基于集合的筛选条件，可用的条件运算符包括In、NotIn、Exists和DoesNotExist。

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。

Label Selector在Kubernetes中的重要使用场景如下。

◎ kube-controller进程通过在资源对象RC上定义的Label Selector来筛选要监控的Pod副本数量，使Pod副本数量始终符合预期设定的全自动控制流程。

◎ kube-proxy进程通过Service的Label Selector来选择对应的Pod，自动建立每个Service到对应Pod的请求转发路由表，从而实现Service的智能负载均衡机制。

◎ 通过对某些Node定义特定的Label，并且在Pod定义文件中使用NodeSelector这种标签调度策略，kube-scheduler进程可以实现Pod定向调度的特性。

在前面的留言板例子中，我们只使用了一个name=XXX的LabelSelector。看一个更复杂的例子:假设为Pod定义了3个Label:release、env和role，不同的Pod定义了不同的Label值，如图1.7所示，如果设置“role=frontend”的Label Selector，则会选取到Node 1和Node 2上的

Pod。
如果设置“release=beta”的Label Selector，则会选取到Node 2和Node

3上的Pod，如图1.8所示。

总之，使用Label可以给对象创建多组标签，Label和Label Selector共同构成了Kubernetes系统中核心的应用模型，使得被管理对象能够被精细地分组管理，同时实现了整个集群的高可用性。

图1.7 Label Selector的作用范围1