Helm 入门安装指南

Helm 是 Kubernetes 生态系统中的一个软件包管理工具。本文将介绍 Helm 中的相关概念和基本工作原理,并通过一个具体的示例学习如何使用 Helm 打包、分发、安装、升级及回退 Kubernetes 应用。

Kubernetes 应用部署的挑战

Kubernetes 是一个提供了基于容器的应用集群管理解决方案,Kubernetes 为容器化应用提供了部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能。

Kubernetes 的核心设计理念是: 用户定义要部署的应用程序的规则,而 Kubernetes 则负责按照定义的规则部署并运行应用程序。如果应用程序出现问题导致偏离了定义的规格,Kubernetes 负责对其进行自动修正。例如:定义的应用规则要求部署两个实例(Pod),其中一个实例异常终止了,Kubernetes 会检查到并重新启动一个新的实例。

用户通过使用 Kubernetes API 对象来描述应用程序规则,包括 Pod、Service、Volume、Namespace、ReplicaSet、Deployment、Job等等。一般这些资源对象的定义需要写入一系列的 YAML 文件中,然后通过 Kubernetes 命令行工具 Kubectl 调 Kubernetes API 进行部署。

以一个典型的三层应用 Wordpress 为例,该应用程序就涉及到多个 Kubernetes API 对象,而要描述这些 Kubernetes API 对象就可能要同时维护多个 YAML 文件。

从上图可以看到,在进行 Kubernetes 软件部署时,我们面临下述几个问题:

  • 如何管理、编辑和更新这些这些分散的 Kubernetes 应用配置文件。
  • 如何把一套相关的配置文件作为一个应用进行管理。
  • 如何分发和重用 Kubernetes 的应用配置。

Helm 的出现就是为了很好地解决上面这些问题。

Helm 是什么?

Helm 是 Deis 开发的一个用于 Kubernetes 应用的包管理工具,主要用来管理 Charts。有点类似于 Ubuntu 中的 APT 或 CentOS 中的 YUM。

Helm Chart 是用来封装 Kubernetes 原生应用程序的一系列 YAML 文件。可以在你部署应用的时候自定义应用程序的一些 Metadata,以便于应用程序的分发。

对于应用发布者而言,可以通过 Helm 打包应用、管理应用依赖关系、管理应用版本并发布应用到软件仓库。

对于使用者而言,使用 Helm 后不用需要编写复杂的应用部署文件,可以以简单的方式在 Kubernetes 上查找、安装、升级、回滚、卸载应用程序。

Helm 组件及相关术语

  • Helm

Helm 是一个命令行下的客户端工具。主要用于 Kubernetes 应用程序 Chart 的创建、打包、发布以及创建和管理本地和远程的 Chart 仓库。

  • Tiller

Tiller 是 Helm 的服务端,部署在 Kubernetes 集群中。Tiller 用于接收 Helm 的请求,并根据 Chart 生成 Kubernetes 的部署文件( Helm 称为 Release ),然后提交给 Kubernetes 创建应用。Tiller 还提供了 Release 的升级、删除、回滚等一系列功能。

  • Chart

Helm 的软件包,采用 TAR 格式。类似于 APT 的 DEB 包或者 YUM 的 RPM 包,其包含了一组定义 Kubernetes 资源相关的 YAML 文件。

  • Repoistory

Helm 的软件仓库,Repository 本质上是一个 Web 服务器,该服务器保存了一系列的 Chart 软件包以供用户下载,并且提供了一个该 Repository 的 Chart 包的清单文件以供查询。Helm 可以同时管理多个不同的 Repository。

  • Release

使用 helm install 命令在 Kubernetes 集群中部署的 Chart 称为 Release。

注:需要注意的是:Helm 中提到的 Release 和我们通常概念中的版本有所不同,这里的 Release 可以理解为 Helm 使用 Chart 包部署的一个应用实例。

Helm 工作原理

这张图描述了 Helm 的几个关键组件 Helm(客户端)、Tiller(服务器)、Repository(Chart 软件仓库)、Chart(软件包)之间的关系。

Chart Install 过程

  • Helm 从指定的目录或者 TAR 文件中解析出 Chart 结构信息。
  • Helm 将指定的 Chart 结构和 Values 信息通过 gRPC 传递给 Tiller。
  • Tiller 根据 Chart 和 Values 生成一个 Release。
  • Tiller 将 Release 发送给 Kubernetes 用于生成 Release。

Chart Update 过程

  • Helm 从指定的目录或者 TAR 文件中解析出 Chart 结构信息。
  • Helm 将需要更新的 Release 的名称、Chart 结构和 Values 信息传递给 Tiller。
  • Tiller 生成 Release 并更新指定名称的 Release 的 History。
  • Tiller 将 Release 发送给 Kubernetes 用于更新 Release。

Chart Rollback 过程

  • Helm 将要回滚的 Release 的名称传递给 Tiller。
  • Tiller 根据 Release 的名称查找 History。
  • Tiller 从 History 中获取上一个 Release。
  • Tiller 将上一个 Release 发送给 Kubernetes 用于替换当前 Release。

Chart 处理依赖说明

Tiller 在处理 Chart 时,直接将 Chart 以及其依赖的所有 Charts 合并为一个 Release,同时传递给 Kubernetes。因此 Tiller 并不负责管理依赖之间的启动顺序。Chart 中的应用需要能够自行处理依赖关系。

部署 Helm

安装 Helm 客户端

Helm 的安装方式很多,这里采用二进制的方式安装。更多安装方法可以参考 Helm 的官方帮助文档

  • 使用官方提供的脚本一键安装
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$ curl https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/helm/master/scripts/get > get_helm.sh
$ chmod 700 get_helm.sh
$ ./get_helm.sh
  • 手动下载安装
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# 下载 Helm 
$ wget https://storage.googleapis.com/kubernetes-helm/helm-v2.12.2-linux-amd64.tar.gz
# 解压 Helm
$ tar -zxvf helm-v2.12.2-linux-amd64.tar.gz
# 复制客户端执行文件到 bin 目录下
$ cp linux-amd64/helm /usr/local/bin/

Tiller 是以 Deployment 方式部署在 Kubernetes 集群中的,只需使用以下指令便可简单的完成安装。

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$ helm init

注:storage.googleapis.com 默认是不能访问的,该问题请自行解决。如果不清楚是否能访问,当你把这行命令cp linux-amd64/helm /usr/local/bin/完,看一下是否都是ok的

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可以可以看到 Tiller 的 Service、Deployment是正常的,
但是Pod是不正常的;镜像拉取失败,默认我们是注:storage.googleapis.com 默认是不能访问的,换个源下载一下;
参考:https://www.hi-linux.com/posts/21466.html 换源

由于 Helm 默认会去 storage.googleapis.com 拉取镜像,如果你当前执行的机器不能访问该域名的话可以使用以下命令来安装:

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# 使用阿里云镜像安装并把默认仓库设置为阿里云上的镜像仓库
$ helm init --upgrade --tiller-image registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/tiller:v2.12.2 --stable-repo-url https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
标红的记得把版本号对上:

可以看出现在已经正常running了,
查看详细的信息
 kubectl describe pod tiller-deploy-dc95dbd5c-gvldb --namespace=kube-system

接下来查看状态

上图可看出:现在, helm version 已经能够查看到服务器的版本信息了,部署完成

后面下载包会报错,是因为从 Kubernetes 1.6 版本开始,API Server 启用了 RBAC 授权。目前的 Tiller 部署时默认没有定义授权的 ServiceAccount,这会导致访问 API Server 时被拒绝。所以我们需要明确为 Tiller 部署添加授权。

可以参考:cloudman 的使用 Helm 这一章节,添加账户;

也可以参考:https://www.hi-linux.com/posts/21466.html 还是讲的比较清楚明了的;

 

posted @ 2019-01-30 10:48  多看多学多记多实践  阅读(948)  评论(0编辑  收藏  举报