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介绍

本实验主要探索 Kubernetes 中的 Label（标签）和 Selector（选择器）机制，这是 Kubernetes 中用于资源分类和组织的重要功能。通过本实验，我们能够：

1. 理解 Label 和 Selector 的基本概念及其在 Kubernetes 集群管理中的作用

2. 掌握节点标签的添加、查看、修改和删除操作

3. 学习如何使用节点选择器(nodeSelector)将 Pod 调度到特定节点

4. 熟悉标签选择器的各种匹配条件和查询方式

5. 了解 Kubernetes 污点(Taint)机制及其与调度的关系

实验内容包括为节点添加自定义标签、使用选择器筛选节点、通过节点选择器控制 Pod 部署位置、修改和删除标签等操作，涵盖了 Label 和 Selector 的日常管理场景。

1.自定义Label

# 为某个节点添加标签 Label并查看
kubectl label nodes node1 subnet=ip7
kubectl get node -l subnet=ip7

在 deployment 或其他控制器中指定将 Pod 部署到该节点

vim nginx-deploy.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginxlabels:app: nginx
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:nodeSelector:subnet: ip7    # 选择带有 subnet=ip7 标签的节点containers:- name: nginximage: nginx:1.20.0ports:- containerPort: 80

kubectl create -f nginx-deploy.yaml# pod已添加到node01节点上
kubectl get po -o wide

2.污点信息

# 查看master的污点信息，该master为禁调度节点
kubectl describe nodes master | grep Taints# 可通过该命令去除master节点的禁调度污点，但正常情况下不允许这么做，因为master节点是管理node 节点的，不需要进行负载
kubectl taint node master node-role.kubernetes.io/control-plane-

3.为各节点设置Label

# 为master节点设置master角色标签
kubectl label node master role=master# 为node节点设置node角色标签
kubectl label nodes node1 node2 role=node

4.Selector

# 查看所有节点的标签
kubectl get nodes --show-labels# 匹配标签，匹配规则：role这个key的value在master和node之间
kubectl get nodes -l 'role in (master, node)'# 选择匹配role为master或node且不包括subnet=ip7的node
kubectl get nodes -l subnet!=ip7,'role in (master, node)'# 匹配标签的key为subnet的node
kubectl get nodes -l subnet

5.修改标签

# 覆盖现有标签
kubectl label nodes node1 subnet=ip10 --overwrite# 验证修改结果
kubectl describe node node1 | grep Labels -A5

6.删除标签

# 删除单个标签并查看
kubectl label nodes node1 subnet-
kubectl get nodes node1 --show-labels# 批量删除标签# 先为多个节点设定标签
kubectl label nodes master node1 node2 type=haha
# 通过选择器删除所有节点的 type 标签
kubectl label nodes -l type type-
# 循环删除特定节点标签（适用于规律命名的节点）
for i in 1 2;do kubectl label nodes node$i type-;done

实验结论

1. 标签管理有效性验证：实验成功验证了 Kubernetes 标签管理的基本操作流程，包括标签的添加、修改、查询和删除。标签系统为 Kubernetes 资源提供了灵活的分类和组织方式。

2. 节点选择器功能验证：通过 nodeSelector 成功将 Nginx Pod 定向调度到具有特定标签(subnet=ip7)的节点上，证明了节点选择器在 Pod 调度控制中的有效性。

3. 标签选择器灵活性：实验展示了标签选择器的强大匹配能力，包括精确匹配(=)、排除匹配(!=)、集合匹配(in)等多种查询方式，能够满足不同场景下的资源筛选需求。

4. 批量操作可行性：通过命令行循环和选择器批量操作，验证了 Kubernetes 标签管理的可扩展性，能够高效处理大规模集群中的标签管理需求。

5. 污点机制理解：通过查看和修改 master 节点的污点设置，加深了对 Kubernetes 调度保护机制的理解，认识到生产环境中 master 节点通常应保持不可调度状态的重要性。

6. 标签命名规范性：实验中发现合理的标签命名规范(如 role=master/node)对于集群管理至关重要，能够提高资源管理的清晰度和效率。

本实验为 Kubernetes 集群的资源组织和调度控制提供了实践基础，这些技能在实际运维工作中对于实现精细化调度、多环境隔离等场景具有重要意义。