大白话 K8S（05）：调度利器之标签与选择器（分组调度）

本系列教程目录（已发布）：

以下是本篇正文

将一个 Pod 分配到某一个可以满足 Pod 资源请求的节点上，这一过程称之为调度。

理想情况下，你的集群中，有足够的资源能让你创建你期望的 Pod，如此一来，你就有理由不关心你的节点的资源还剩多少，有理由不关心 K8S 调度 Pod 的细节。

可事实上，你的集群资源是有限的，为了能让节点资源得到合理分配、有效利用，需要你对节点进行规划。

比如哪些机器是高性能的机器，哪些是普通机器，哪些是专用机器，尽量避免让普通的应用跑在高性能的机器上。

除此之外，有些应用，出于高可用的考虑，还需要应用部署多个副本，并分散开在不同的域里。

而关于这些内容，可以分成三个部分：

标签与选择器
污点与容忍度
亲和与反亲和

本篇文章先介绍 标签与选择器。

1. 通俗理解标签

打个比方，在你面前的食物摆放着一堆食物，分类起来，可以分为两种：

零食：薯片、辣条等
水果：苹果、香蕉等

肚子饿的时候，你的头脑，首先给出信号：好饿，我想吃零食。

于是你吃的东西，就被限定在了【零食】分组里，而不会去吃水果分组里的东西。

这即是分组的作用，在本例中：

薯片、辣条、苹果、香蕉等食物，即为 K8S 中的 Node
零食、水果，则是打在食物（K8S 中 Node）上的标签
而大脑给出的进食信号，而是 K8S 中的 Pod

可以看出，标签实际上是从 Pod 的角度，约束了 Pod 只能调度到那些满足条件的节点上。

2. 如何打标签？

标签是打在 Node 上，可以理解为 Node 的属性，或者说你为 Node 分的组名。

使用如下两条命令分别为 worker01 和 worker02 打上 disktype 的分组标签

 kubectl label node worker01 disktype=ssd
 kubectl label node worker02 disktype=hdd

3. 选择器的作用

在 Pod 的 spec 中可以指定一个 nodeSelector 对象，它是一个 map 字典，字典里的每个 key-value ，分别对应 node 上的 label。

当我在 nodeSelector 里指定了 disktype: ssd 后

就意味着，该 Pod 只能调度到 worker01 上，而不能调度到 worker02 上。

当然，如果 nodeSelector 指定了多个标签，那么指定的标签都需要满足，才能调度成功。

4. 标签的操作

与标签有关的命令，这边也一并说下。

删除某个标签

如果想要删除原有标签，可以使用

 kubectl label node worker01 disktype-
 kubectl label node worker02 disktype-

显示所有标签

如果想查看某种资源对象的所有标签可以加 --show-labels

[root@master01 ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE    LABELS
nginx-test                         1/1     Running   0          5d8h   app=nginx

根据标签过滤

当我们使用 kubectl get pods 时，会列出当前 namespace 的所有 pod，若只想显示有某个 label 的 pod 呢？可以使用 -l 命令指定标签，比较符可以是 = 和 !=

[root@master01 ~]# kubectl get pods -l app=nginx
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test   1/1     Running   0          5d8h

除此之外，也使用 in 和 notin 来判断标签的集合关系

[root@master01 ~]# kubectl get pod -l "app in (web,nginx)" --show-labels
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE    LABELS
nginx-test   1/1     Running   0          5d8h   app=nginx,env=test
[root@master01 ~]#
[root@master01 ~]# kubectl get pod -l "env notin (product,dev)" --show-labels
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE    LABELS
nginx-test                         1/1     Running   0          5d8h   app=nginx,env=test

更简单一点，直接判断存在某个标签或者不存在某个标签，注意在判断不存在某个标签时，需要使用单引号包裹

[root@master01 ~]# kubectl get pod -l app
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test   1/1     Running   0          5d8h
[root@master01 ~]#
[root@master01 ~]#
[root@master01 ~]# kubectl get pod -l '!dev'
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test                         1/1     Running   0          5d8h

显示某些标签

当标签较多时，也可以使用 -L 来指定显示那些标签；

[root@master01 ~]# kubectl get pods -L app
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE    APP
nginx-test                         1/1     Running   0          5d8h   nginx

修改某个标签

[root@master01 ~]# kubectl label pod nginx-test app=web --overwrite
pod/nginx-test labeled
[root@master01 ~]#
[root@master01 ~]# kubectl get pods -L app
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE    APP
nginx-test                         1/1     Running   0          5d8h   web

添加多个标签

直接在后面添加多个 key=value 即可

[root@master01 ~]# kubectl label pod nginx-test app=nginx env=test
pod/nginx-test labeled
[root@master01 ~]#
[root@master01 ~]# kubectl get pod --show-labels
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE    LABELS
nginx-test                         1/1     Running   0          5d8h   app=nginx,env=test

5. 语法与字符集

标签的 key 和 value，是有长度限制的，都不能超过63个字符。

并且标签必须以字母数字字符（[a-z0-9A-Z]）开头和结尾，中间的字符可以用破折号（-），下划线（_），点（ .）

举个反例，如下 key 是不合法的，因为它没有用 [a-z0-9A-Z] 开头

__disk_type

如果你的标签有域名或者前缀，可以用 / 来分隔，比如

ovn.kubernetes.io/pod_nic_type: veth-pair
ovn.kubernetes.io/routed: "true"

你可以随意定义，但 K8S 有两个保留前缀你无法使用，

kubernetes.io/
k8s.io/

6. 总结一下

K8S 中的标签用来给资源对象分类，任何已注册到 K8S 中的资源对象（标签并不是 Node 和 Pod 的专属），你都可以使用 kubectl label 去操作标签。

而对于 Pod 和 Node 来说，标签还有一层作用，就是借助 nodeSelector 实现指定节点的属性来辅助调度。