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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。
Label的定义
我们通常使用metadata.labels字段，来为对象添加Label。Label可以为多个。一个简单的例子如下：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
release: stable
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
上面的描述文件为名为nginx的Pod添加了两个Label，分别为app: nginx和release: stable。
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 添加、修改、删除、查询操作
添加
语法：
kubectl label nodes kube-node label_name=label_value
样例：
- 先查看node列表
[root@k8s-test01 ~]# kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
k8s-test01 Ready,SchedulingDisabled control-plane,master 35d v1.22.3
k8s-test02 Ready <none> 35d v1.20.6
- 对k8s-test01添加标签：
kubectl label nodes k8s-test01 gpu=true
node/k8s-test01 labeled
查询
语法：
查看所有标签
kubectl get nodes --show-labels
NAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELS
k8s-test01 Ready,SchedulingDisabled control-plane,master 35d v1.22.3 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,gpu=true,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-test01,kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/control-plane=,node-role.kubernetes.io/master=
k8s-test02 Ready <none> 35d v1.20.6 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-test02,kubernetes.io/os=linux,preferingress=nginx
或者
kubectl describe nodes k8s-test01
删除
删除一个label，只需在命令行最后指定label的key名并与一个减号相连即可：
kubectl label nodes k8s-test01 gpu-
修改
修改一个label的值，需要加上--overwrite参数：
kubectl label nodes k8s-test01 gpu=false --overwrite
或者直接kubectl edit nodes k8s-test01，就可以编辑这个node的配置，保存退出就可以了。
使用标签进行查询
支持使用转义字符，请使用单引号
[root@test basic]# kubectl get pod --show-labels -l 'se'
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
pod-demo 1/1 Running 0 21m rel=stable,se=wang,tire=111
[root@test ~]# kubectl get pods -l ' se in ( wang )'
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-demo 1/1 Running 0 130m
LabelSelector
通过 label selector，客户端／用户可以指定一个对象集合，通过 label selector 对对象的集合进行操作；
Label selector 有两种类型：
- equality-based：可以使用=、==、!=操作符，可以使用逗号分隔多个表达式
- set-based ：可以使用 in、notin、! 操作符，另外还可以没有操作符，直接写出某个 label的 key，表示过滤有某个 key 的object 而不管该 key 的 value 是何值，!表示没有该 label 的object。
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:
RC通过Label Selector机制实现对Pod副本的自动控制。 RC和Service在spec中定义Selector与Pod进行关联。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: new_nginx<<=================
Deployment、Replica Set、DaemonSet和Job可以在Selector中使用基于集合的筛选条件定义。
selector:
matchLabels:
app:new_nginx
matchExpressions:
- {key: tier, operator: In, values: [frontend]}
- {key: environment, operator: NotIn, values: [dev]}
mathchLabels 用于定义一组Label,与直接写在Selector中相同； matchExpressions 用于定义一组基于集合的筛选条件，可以用的运算符包括:In NotIn Exists和DoesNotExIST。
提示：如果同时设置了matchLabels和matchExpressions，则两组条件为"AND" 关系，即所有条件需要同时满足时才能完成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Label Selector。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Node3上的Pod。
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
LabelSelector API
kubectl -n payoutservice-stagingrnpci-2 get ai -oyaml -l sync.controller.federation.tess.io/watch=true -v=8
I1015 12:55:16.788921 41904 loader.go:375] Config loaded from file: ~/.kube/config
I1015 12:55:16.800569 41904 round_trippers.go:420] GET https://cr-dev.abc.io/apis/apps.io/v1alpha2/namespaces/payoutservice-stagingrnpci-2/applicationinstances?labelSelector=sync.controller.federation.tess.io%2Fwatch%3Dtrue&limit=500
I1015 12:55:16.800583 41904 round_trippers.go:427] Request Headers:
I1015 12:55:16.800587 41904 round_trippers.go:431] Accept: application/json
I1015 12:55:16.800591 41904 round_trippers.go:431] User-Agent: tess/v0.0.0 (darwin/amd64) kubernetes/$Format
I1015 12:55:16.800595 41904 round_trippers.go:431] Authorization: Bearer <masked>
Annotation
Annotation（注解）与 Label 类似，也使用 key/value 键值对的形式进行定义。
不同的是 Label 具有严格的命名规则，它定义的是 Kubernetes 对象的元数据（Metadata），并且用于Label Selector。Annotation则是用户任意定义的附加信息，以便于外部工具查找。在很多时候，Kubernetes 的模块自身会通过 Annotation 标记资源对象的一些特殊信息。
- 键值型数据，资源注解，不受字符数量限制
- 不能被标签选择器选择
- 常用命令 kubectl annotate
- 定义在metadata内嵌字段中
- 使用describe查看
- 用途 记录每次apply的差异信息
K8s中的Annotations是什么？
Annotations用于非识别信息，即 Kubernetes 不关心的元数据。因此，注解键和值没有约束。因此，如果您想为其他人添加有关给定资源的信息，则注解是更好的选择。
顾名思义，就是注释的意思。有两个功能：
- 注释性信息，不影响调度
- 工具和库等客户端可以检索Annotation数据
添加Annotations示例
# 为svc添加注解信息
kubectl annotate svc nginx -n devops kubemaster.top/owner=@marionxue
这样在使用中其实很方便定位和通知相关的工程师，提高问题在团队中排查解决的高效性，当然还可以添加其他的说明信息，如服务的描述信息，Owner,沟通channel，依赖信息,runbook等等
修改资源时添加注解
在命令行后添加 --save-config=true ,就会自动添加此次修改的注解.
–save-config参数默认值为false
kubectl edit pvc pv-volume --save-config=true
删除Annotations
# kubectl annotate 资源类型 资源名称 key-
kubectl annotate svc nginx -n devops kubemaster.top/owner-
查看Annotations信息
kubectl describe svc nginx
# 查看Annotations字段即可
作用
- Annotation 的作用，一个是被controller 读取，进行相关的操作。例如
func (lbscheduler *HLBScheduler) getPaasRealm(defaultClient kubernetes.Interface, namespace string) (string, error) {
// get paasRealm from namespace annotation firstly, and fallback to global config if not exists
ns, err := defaultClient.CoreV1().Namespaces().Get(context.TODO(), namespace, metav1.GetOptions{})
if err != nil {
return "", err
}
if env, exist := ns.Annotations[ENVANNOTATION]; exist {
return strings.Title(strings.ToLower(env)), nil
}
return "", errors.New(fmt.Sprintf("could not determine the paasRealm from namespace %s", namespace))
}
ENVANNOTATION 是定义在namespace spec 里medata 下面的annotation 的一个key。
- 另外一个可以被引用，这样在动态生成spec 的时候，应用annotation 的值可以不用变化
meta:
labels:
applicationinstance.tess.io/name: a
annotations:
application.env.tess.io/name: b
spec:
containers:
- env:
- name: APP_INSTANCE_NAME
valueFrom:
fieldRef:
apiVersion: v1
fieldPath: metadata.labels['applicationinstance.tess.io/name']
- name: ENV_NAME
valueFrom:
fieldRef:
apiVersion: v1
fieldPath: metadata.annotations['application.env.tess.io/name']
.....