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) 是用于标识和组织集群资源(如Pod、Service、Deployment、Node等)的核心机制,其主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/ k8s.io/ 前缀是为 Kubernetes 核心组件保留的。
  • 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:


   
# 创建Pod
[root@master01 ~/label]# cat pod-label.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-label
# 添加label标签,标签以key: value的形式定义
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx-container
image: nginx
[root@master01 ~/label]# kubectl apply -f pod-label.yaml
pod/pod-label created
# 验证是否定义成功
[root@master01 ~/label]# kubectl get pod pod-label --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
pod-label 1/1 Running 0 49s app=nginx
方式二:直接在已存在的资源上添加Label

语法:


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

示例:在上述创建Pod中添加一个新的label


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

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,这里我们主要讲解修改Label的Value

语法:


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

示例:将上述Pod的env的value修改为prod


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

查看资源中的Label

示例:


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

删除资源中的Label

语法:


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

示例:删除上述Pod中的env的label


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

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等于指定value的资源

   
# 选择所有包含 `env=prod` 标签的Pod
kubectl get pods -l env=prod
  • !=:匹配键值不等于指定值的资源

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

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

   
# 选择 `env` 是 `prod` 或 `staging` 的Pod
kubectl get pods -l "env in (prod, staging)"
  • notin: key的value不在指定集合中

   
kubectl get pods -l "env notin (frontend, backend)"
  • exists:key必须存在(不关心value)

   
# 选择存在env这个key的Pod
kubectl get pods -l "env,app"
  • doesnotexist:key必须不存在

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

通过Label操作K8s的资源

通过Label查看指定的资源

语法:


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

示例:


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

通过Label删除资源

语法:


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

示例:


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

资源文件中使用选择器

示例:Deployment中使用

在Deployment中,spec.selector 用于选择目标Pod。常用 matchLabelsmatchExpressions


   
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx # 精确匹配标签 app=nginx
matchExpressions: # 集合选择器(可选)
- {key: env, operator: In, values: [prod, staging]}
template:
metadata:
labels:
app: nginx
env: prod
# ... Pod配置

示例:Service中使用

Service通过 spec.selector 选择Pod:


   
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
spec:
selector:
app: nginx # 选择所有包含 app=nginx 标签的Pod
ports:
- protocol: TCP
port: 80
targetPort: 9376

Label及Label选择器的使用场景

  • 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,逐步切换流量
原创作者: huangSir-devops 转载于: https://www.cnblogs.com/huangSir-devops/p/18857799
### KubernetesLabel Selector 的使用方法与应用场景 #### 使用方法 在 Kubernetes 集群中,Label 是一种键值对形式的标识符,可以附加到各种资源对象上,如 Pod、Service 或 Namespace。通过给定特定的 Key/Value 对来标记这些对象,从而实现更加灵活高效的管理查询操作[^2]。 对于 Label 的定义,在 YAML 文件配置时可以直接加入 `metadata.labels` 字段下指定: ```yaml apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: example- name: nginx-container image: nginx ``` Selector 则用于选择带有某些 Labels 的一组资源实例。它通常出现在 Service 定义或其他控制器组件内,用来关联服务端口转发至目标 Pods 上面。例如下面这段代码展示了如何利用 Selectors 来匹配具有相同标签的对象集合并提供网络访问路径[^3]: ```yaml apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: frontend-service spec: ports: - port: 80 selector: app: webserver ``` 上述例子中的 Service 将会把流量路由到所有拥有 `app=webserver` 这个 Label 的 Pod 上去。 #### 应用场景 合理运用 Label 及其对应的 Selector 能够极大地提升系统的可维护性灵活性。比如在一个复杂的微服务体系架构里,可以通过设置不同的环境变量作为 Label 值(如开发版、测试版或生产版),再配合相应的 Selectors 实现自动化部署流程;也可以基于功能模块划分来进行细粒度的服务治理,确保各个部分之间相互独立又紧密协作[^1]。 另外值得注意的是,除了基本的选择条件外,Kubernetes 还支持更为高级的选择表达式语法,允许用户构建复杂模式下的动态筛选逻辑,进一步增强了这一机制的功能性与适用范围。
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