Label和Selector（Label和选择器）

Label和Selector（Label和选择器）

Label是附加到对象（如Pod）的键值对。Label旨在用于指定对用户有意义的对象的识别属性，但不直接表示核心系统的语义。Label可用于组织和选择对象的子集。Label可在创建时附加到对象，也可在创建后随时添加和修改。每个对象都可定义一组Label。对于给定的对象，Key必须唯一。

"labels" :   { 
   "key1"   :   "value1" , 
   "key2"   :   "value2" 
 }

我们最终会对Label进行索引和反向索引，以便于高效的查询、watch、排序、分组等操作。不要使用非标识的、大型的结构化数据污染Label。对于非标识的信息应使用非标识，特别是大型和/或结构化数据来污染Label。非识别信息应使用 annotation 记录。

动机

Label使用户能够以松耦合的方式，将自己的组织结构映射到系统对象上，客户端无需存储这些映射。

服务部署和批处理流水线通常是多维实体（例如：多个分区或部署、多个发布轨道、多个层、每层有多个微服务）。管理往往需要跨部门才能进行，这打破了严格层级表现的封装，特别是由基础设施而非用户确定的刚性层次结构。

示例Label：

"release" : "stable", "release" : "canary"
"environment" : "dev", "environment" : "qa", "environment" : "production"
"tier" : "frontend", "tier" : "backend", "tier" : "cache"
"partition" : "customerA", "partition" : "customerB"
"track" : "daily", "track" : "weekly"

以上只是常用Label示例。可自由定制。请记住，给定对象的Label的key必须唯一。

语法和字符集

Label是键值对的形式。

有效Label的key分为两段：

名称段和前缀段，以 / 分隔。
名称段是必需的，不超过63个字符，以字母或数字（ [a-z0-9A-Z] ）开头和结尾，中间可包含 - 、 _ 、 . 、字母或数字等字符。
前缀段是可选的。必须是DNS子域：一系列由 . 分隔的DNS Label，总共不超过253个字符，后跟 / 。
如省略前缀，则假定Label的Key对用户是私有的。
为最终用户对象添加Label的自动化系统组件（例如， kube-scheduler 、 kube-controller-manager 、kube-apiserver 、 kubectl 或其他第三方自动化组件）必须指定前缀。 kubernetes.io/ 前缀保留给Kubernetes核心组件。

有效的Label值必须：

不超过63个字符
为空，或者：以字母或数字（ [a-z0-9A-Z] ）开头和结尾，中间包含 - 、 _ 、 . 、字母或数字等字符。

Label选择器

不同于 names and UIDs ，Label不提供唯一性。一般来说，多个可对象携带相同的Label。

通过Label选择器 ，客户端/用户可识别一组对象。Label选择器是Kubernetes中的核心分组API。

API目前支持两种类型的选择器：equality-based 和 set-based 。Label选择器可由逗号分隔的多个需求组成。在多重需求的情况下，必须满足所有需求，因此逗号作为AND逻辑运算符。

一个empty Label选择器（即一个零需求的选择器）选择集合中的每个对象。

null Label选择器（仅用于可选的选择器字段）不选择任何对象。

注意：两个Controller的Label选择器不能在命名空间内重叠，否则它们将会产生冲突。

Equality-based requirement

Equality- or inequality-based requirement允许通过LabelKey和Value进行过滤。匹配对象必须满足所有的Label约束，尽管对象可能还有其他Label。允许使用三种运算符：= 、 == 、 != 。前两个表示相等（只是同义），而后者则表示不相等 。例如：

environment = production
tier != frontend

前者选择所有与key = environment 并且value = production 的资源。后者选择key = tier 并且value不等于frontend ，以及key不等于tier 的所有资源。可使用, 过滤是生产环境中（production ）非前端（frontend ）的资源：environment=production,tier!=frontend 。

Set-based requirement

Set-based label requirement允许根据一组Value过滤Key。支持三种运算符： in 、notin 和exists（只有Key标识符）。例如：

environment in (production, qa)
tier notin (frontend, backend)
partition
!partition

第一个示例选择Key等于environment ，Value等于production 或qa 的所有资源。

第二个示例选择Key等于tier ，Value不等于frontend 或backend，以及所有Key不等于tier 的所有资源。

第三个示例选择Key包含partition 所有资源；不检查Value的值。

第四个示例选择Key不包含partition 的所有资源，不检查任何值。

类似地，逗号可用作AND运算符。因此可用partition,environment notin (qa) 过滤 Key = partition（无论值）并且environment != qa 的资源。基于集合的Label选择器，也可表示基于等式的Label选择。例如，environment=production等同于environment in (production) ; 同样，!= 等同于notin 。

Set-based requirement可以与equality-based requirement混合使用。例如： partition in (customerA, customerB),environment!=qa 。

API

LIST与WATCH过滤

LIST和WATCH操作可指定Label选择器，这样就可以使用查询参数过滤返回的对象集。两种requirement都是允许的（在这里表示，它们将显示在URL查询字符串中）：

equality-based requirement： ?labelSelector=environment%3Dproduction,tier%3Dfrontend
set-based requirements： ?labelSelector=environment+in+%28production%2Cqa%29%2Ctier+in+%28frontend%29

两种Label选择器都可用于在REST客户端中LIST或WATCH资源。例如，使用kubectl 定位apiserver 并使用 equality-based 的方式可写为：

$ kubectl get pods -l environment=production,tier=frontend

或使用set-based requirements：

$ kubectl get pods -l 'environment in (production),tier in (frontend)'

如上所示，set-based requirement表达能力更强。例如，他们可以对Value执行OR运算符：

$ kubectl get pods -l 'environment in (production, qa)'

或通过exists操作符，实现restricting negative matching：

$ kubectl get pods -l 'environment,environment notin (frontend)'

在API对象中设置引用

一些Kubernetes对象（如 services 和 replicationcontrollers ）也可使用Label选择器来指定其他资源（例如 pods ）。

Service 和 ReplicationController

使用Label选择器定义service 指向的一组Pod。类似地， replicationcontroller 所管理的Pod总数也可用Label选择器定义。

两个对象的Label选择器都使用map在json 或yaml 文件中定义，只支持equality-based requirement选择器：

"selector": {
    "component" : "redis",
}

或：

selector:
    component: redis

此选择器（分别以json 或yaml 格式）等价于 component=redis 或component in (redis) 。

支持set-based requirement的资源

较新的资源（例如 Job 、 Deployment 、 Replica Set 以及 Daemon Set ）也支持 set-based requirement。

selector:
  matchLabels:
    component: redis
  matchExpressions:
    - {key: tier, operator: In, values: [cache]}
    - {key: environment, operator: NotIn, values: [dev]}

matchLabels 是{ key,value } 的映射。 matchLabels 映射中的单个{ key,value } 等价于matchExpressions一个元素，其key 为“key”， operator 为“In”， values 数组仅包含“value”。 matchExpressions 是一个Pod选择器需求列表。有效运算符包括In、NotIn、Exists以及DoesNotExist。当使用In和NotIn时，Value必须非空。所有来自matchLabels 和matchExpressions 的需求使用AND串联，所有需求都满足才能匹配。

选择Node列表

使用Label选择Node的一个用例是约束一个Pod能被调度到哪些Node上。有关详细信息，请参阅有关 node selection 的文档。

09-Label和Selector