管理pod资源对象

一、标签与标签选择器

　　随着同类型资源对象的数量越来越多，分类管理也变得越来越有必要：基于简单且直接的标准将资源对象划分为多个较小的分组，无论对开发人员还是对系统工程师来说，都能提升管理效率，这就是kubernetes标签的核心功能之一。对于附带标签的资源对象，可用标签选择器挑选出符合过滤条件的资源已完成所需要的操作。

1. 什么是标签

　　标签其实就一对 key/value ，被关联到对象上，比如Pod，标签的使用倾向于能够表示对象的特殊特点，就是一眼就看出了这个Pod是干什么的，标签可以用来划分特定的对象（比如版本，服务类型等），标签可以在创建一个对象的时候直接定义，也可以在后期随时修改，每一个对象可以拥有多个标签，但是，key值必须是唯一的。创建标签之后也可以方便对资源进行分组管理。如果对pod打标签，之后就可以使用标签来查看、删除指定的pod。
　　在k8s中，大部分资源都可以打标签。

2.  给pod资源打标签

　　对已经存在的pod打标签

[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pods
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test-7d464f958f-k5nmh   1/1     Running   0          3h35m
nginx-test-7d464f958f-pxwkv   1/1     Running   0          3h33m
tomcat-test                   1/1     Running   0          3h16m
You have new mail in /var/spool/mail/root
[root@k8s-master1 pod]# kubectl label pods tomcat-test release=v1
pod/tomcat-test labeled
You have new mail in /var/spool/mail/root
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pods tomcat-test --show-labels
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
tomcat-test   1/1     Running   0          3h17m   release=v1,run=tomcat-test

3.  查看资源标签

#查看默认名称空间下所有pod资源的标签

[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pods --show-labels
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
nginx-test-7d464f958f-k5nmh   1/1     Running   0          3h41m   app=nginx,pod-template-hash=7d464f958f
nginx-test-7d464f958f-pxwkv   1/1     Running   0          3h40m   app=nginx,pod-template-hash=7d464f958f
tomcat-test                   1/1     Running   0          3h23m   release=v1,run=tomcat-test
You have new mail in /var/spool/mail/root

#查看默认名称空间下指定pod具有的所有标签

[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pods nginx-test-7d464f958f-pxwkv --show-labels
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
nginx-test-7d464f958f-pxwkv   1/1     Running   0          3h40m   app=nginx,pod-template-hash=7d464f958f

#列出默认名称空间下标签key是run的pod，不显示标签

[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pods -l run
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
tomcat-test   1/1     Running   0          3h24m

#列出默认名称空间下标签key是run、值是v1的pod，不显示标签

[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pods -l release=v1
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
tomcat-test   1/1     Running   0          3h26m

#列出默认名称空间下标签key是release的所有pod，并打印对应的标签值

[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pods -L release
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     RELEASE
nginx-test-7d464f958f-k5nmh   1/1     Running   0          3h46m
nginx-test-7d464f958f-pxwkv   1/1     Running   0          3h44m
tomcat-test                   1/1     Running   0          3h27m   v1

#查看所有名称空间下的所有pod的标签

[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pods  --show-labels --all-namespaces
NAMESPACE              NAME                                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
default                nginx-test-7d464f958f-k5nmh                  1/1     Running   0          3h49m   app=nginx,pod-template-hash=7d464f958f
default                nginx-test-7d464f958f-pxwkv                  1/1     Running   0          3h47m   app=nginx,pod-template-hash=7d464f958f
default                tomcat-test                                  1/1     Running   0          3h30m   release=v1,run=tomcat-test
kube-system            calico-kube-controllers-6949477b58-82r4z     1/1     Running   2          27d     k8s-app=calico-kube-controllers,pod-template-hash=6949477b58
kube-system            calico-node-kr8bt                            1/1     Running   7          27d     controller-revision-hash=8595d65b74,k8s-app=calico-node,pod-template-generation=2
kube-system            calico-node-pzzlf                            1/1     Running   9          27d     controller-revision-hash=8595d65b74,k8s-app=calico-node,pod-template-generation=2
kube-system            calico-node-wwrjq                            1/1     Running   20         27d     controller-revision-hash=8595d65b74,k8s-app=calico-node,pod-template-generation=2
kube-system            coredns-7f89b7bc75-2cgxw                     1/1     Running   3          27d     k8s-app=kube-dns,pod-template-hash=7f89b7bc75
kube-system            coredns-7f89b7bc75-gm6jp                     1/1     Running   2          27d     k8s-app=kube-dns,pod-template-hash=7f89b7bc75
kube-system            etcd-k8s-master1                             1/1     Running   2          27d     component=etcd,tier=control-plane
kube-system            kube-apiserver-k8s-master1                   1/1     Running   2          27d     component=kube-apiserver,tier=control-plane
kube-system            kube-controller-manager-k8s-master1          1/1     Running   43         27d     component=kube-controller-manager,tier=control-plane
kube-system            kube-proxy-4tnzv                             1/1     Running   2          27d     controller-revision-hash=6fb4b4fd8f,k8s-app=kube-proxy,pod-template-generation=1
kube-system            kube-proxy-mnnsg                             1/1     Running   2          27d     controller-revision-hash=6fb4b4fd8f,k8s-app=kube-proxy,pod-template-generation=1
kube-system            kube-proxy-mxnhb                             1/1     Running   2          27d     controller-revision-hash=6fb4b4fd8f,k8s-app=kube-proxy,pod-template-generation=1
kube-system            kube-scheduler-k8s-master1                   1/1     Running   42         27d     component=kube-scheduler,tier=control-plane
kubernetes-dashboard   dashboard-metrics-scraper-7445d59dfd-vghl2   1/1     Running   2          27d     k8s-app=dashboard-metrics-scraper,pod-template-hash=7445d59dfd
kubernetes-dashboard   kubernetes-dashboard-54f5b6dc4b-x6498        1/1     Running   4          27d     k8s-app=kubernetes-dashboard,pod-template-hash=54f5b6dc4b

4. 标签选择器

　　标签选择器用于表达标签的查询条件或选择标准，kubernetes API目前支持两个选择器：基于等值关系以及基于集合关系。例如:env=production 和env!=qa 是基于等值关系的选择器，而iter in(frontend,backend)则是基于集合关系的选择器。另外，使用标签选择器时还将遵循以下逻辑：

　　1）同时指定的多个选择器之间的逻辑关系为“与”操作

　　2）使用空值的标签选择器意味着每个资源对象都将被选中

　　3）空的标签选择器将无法选出任何资源。

　　基于等值关系的标签选择器的可用操作符有“=”，“==” 和“！=” 三种，其中前两个意义相同，都表示“等值”关系，最后一个表示“不等”关系。“kubectl get ”命令的“-l”选项能够指定使用标签选择器。如，显示键名app的值为myapp的所有pod

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pods -l "app=myapp" -L app
NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE     APP
pod-test   1/1     Running   1          4d11h   myapp

　　基于集合关系的标签选择器支持in，notin和exists三种操作符，他们的使用格式及意义具体如下：

　　key in (value1, value2,...)：指定的键名的值存在于给定的列表中即满足条件

　　key notin  (value1, value2,...)：指定的键名的值不存在于给定的列表中即满足条件

　　key： 所有存在此键名标签的资源

　　!key：所有不存在此键名标签的资源

　　kubernetes的诸多资源对象必须以标签选择器的方式关联到pod资源对象。如Service、Deployment和ReplicaSet类型的资源等，它们在spec字段中嵌套使用嵌套的“selector” 字段，通过“matchLabels”来指定标签选择器，有的甚至还支持使用“matchExpression”构造复杂的标签选择机制。

　　matchLabels：通过直接给定键值对来指定标签选择器

　　matchExpression：基于表达式指定的标签选择器列表，每个选择器都形如“{key: KEY_VALUE,operator: ORERATOR, value:[VALUE1,VALUE2,...]}”,选择器列表间为“逻辑与”关系；使用In或NotIn操作符时，其values不强制要求为非空的字符串列表，而使用Exists或DostNotExists时，其values必须为空。

二、pod节点选择器nodeSelector

　　在创建pod资源的时候，pod会根据schduler进行调度，那么默认会调度到随机的一个工作节点，如果想要pod调度到指定节点或者调度到一些具有相同特点的node节点，怎么办呢？
　　可以使用pod中的nodeName或者nodeSelector字段指定要调度到的node节点

1. nodeName

　　指定pod节点运行在哪个具体node上

[root@k8s-master1 pod]# vim pod-node.yaml
You have new mail in /var/spool/mail/root
[root@k8s-master1 pod]# cat pod-node.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: demo-pod
  namespace: default
  labels:
    app: myapp
    env: dev
spec:
  nodeName: k8s-node1
  containers:
  - name:  tomcat-pod-java
    ports:
    - containerPort: 8080
    image: tomcat:8.5-jre8-alpine
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  - name: busybox
    image: busybox:1.28
    command:
    - "/bin/sh"
    - "-c"
    - "sleep 3600"
[root@k8s-master1 pod]# kubectl apply -f pod-node.yaml
pod/demo-pod created
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pod -o wide
NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
demo-pod   2/2     Running   0          6s    10.244.36.82   k8s-node1   <none>           <none>

2. nodeSelector

　　指定pod调度到具有哪些标签的node节点上

　　给node节点打标签，打个具有disk=ceph的标签

[root@k8s-master1 pod]# kubectl label nodes k8s-node2 disk=ceph
node/k8s-node2 labeled
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get node k8s-node2 --show-labels
NAME        STATUS   ROLES    AGE   VERSION   LABELS
k8s-node2   Ready    worker   27d   v1.20.6   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disk=ceph,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=k8s-node2,
kubernetes.io/os=linux,node-role.kubernetes.io/worker=worker

　　定义pod的时候指定要调度到具有disk=ceph标签的node上

[root@k8s-master1 pod]# vim demo-pod.yaml
You have new mail in /var/spool/mail/root
[root@k8s-master1 pod]# cat demo-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-test
  namespace: default
  labels:
    app: myapp
    env: dev
spec:
  nodeSelector:
    disk: ceph
  containers:
  - name:  pod-test
    ports:
    - containerPort: 80
    image: nginx:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
[root@k8s-master1 pod]# kubectl apply -f demo-pod.yaml
pod/pod-test created
[root@k8s-master1 pod]# kubectl get pods -o wide
NAME       READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod-test   1/1     Running   0          4s    10.244.169.132   k8s-node2   <none>           <none>

 三、资源注解

　　除了标签之外，Pod与其他各种资源还能使用资源注解。与标签类似，注解也是“键值”类型的数据，但是它不能用于标签及挑选kubernetes对象，仅可用于为资源提供“元数据”信息。

1. 查看资源注解

　　使用“kubectl describe” 或“kubectl get -o yaml” 命令均可显示资源注解信息。

[root@k8s-master1 ~]# kubectl describe pods pod-test
Name:         pod-test
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         k8s-node1/10.0.0.132
Start Time:   Tue, 30 Aug 2022 00:01:33 +0800
Labels:       app=myapp
              env=dev
Annotations:  cni.projectcalico.org/podIP: 10.244.36.89/32
              cni.projectcalico.org/podIPs: 10.244.36.89/32
Status:       Running
IP:           10.244.36.89
IPs:
  IP:  10.244.36.89

　　“kubectl get pod name -o yaml”　命令显示资源注解信息　

[root@k8s-master1 ~]# kubectl get pod pod-test -o yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  annotations:
    cni.projectcalico.org/podIP: 10.244.36.89/32
    cni.projectcalico.org/podIPs: 10.244.36.89/32
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
      {"apiVersion":"v1","kind":"Pod","metadata":{"annotations":{},"labels":{"app":"myapp","env":"dev"},"name":"pod-test","namespace":"default"},"spec":{"containers":[{"image":"nginx:latest","imagePullPolicy":"IfNotPresent","name":"pod-test","ports":[{"containerPort":80}]}],"restartPolicy":"Always"}}
  creationTimestamp: "2022-08-29T16:01:33Z"
  labels:
    app: myapp
    env: dev

2. 管理资源注解

　　annotations可在资源创建时使用“metadata.annotation” 字段指定，也可以随时按需在活动资源上使用"kubectl annotate"命令添加。例如，为pod-test重新进行注解：

[root@k8s-master1 ~]# kubectl annotate pods pod-test ilinux.io\create-by="cluster admin"
pod/pod-test annotated
[root@k8s-master1 ~]# kubectl describe pods pod-test
Name:         pod-test
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         k8s-node1/10.0.0.132
Start Time:   Tue, 30 Aug 2022 00:01:33 +0800
Labels:       app=myapp
              env=dev
Annotations:  cni.projectcalico.org/podIP: 10.244.36.89/32
              cni.projectcalico.org/podIPs: 10.244.36.89/32
              ilinux.iocreate-by: cluster admin
Status:       Running
IP:           10.244.36.89
IPs:
  IP:  10.244.36.89