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Helm 入门指南

来自： https://www.hi-linux.com/posts/21466.html

 官网; https://helm.sh/docs/developing_charts/

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。

v2 版本有  helm init  v3 版本已经去除了 helm init  使用别的方法代替需要注意

下载地址： https://github.com/helm/helm/releases

1.需要先创建 rbac 账户 yaml 文件在 https://github.com/helm/helm/blob/master/docs/rbac.md  查看

Download your desired version   //可执行文件 helm  放在 bin 目录下
Unpack it (tar -zxvf helm-v2.0.0-linux-amd64.tgz)
Find the helm binary in the unpacked directory, and move it to its desired destination (mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm)

 

2. 安装

//安装服务端的 tiller ,由于镜像无法获取 google  从阿里云找下
[root@kube linux-amd64]# helm init --upgrade --tiller-image registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/tiller:v2.9.1 --stable-repo-url https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
$HELM_HOME has been configured at /root/.helm.

Tiller (the Helm server-side component) has been upgraded to the current version.
[root@kube linux-amd64]#

 

3.查看安装情况

[root@kube linux-amd64]# kubectl get deploy  -n kube-system   
NAME                   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
coredns                1/2     2            1           66d
kubernetes-dashboard   1/1     1            1           10d
tiller-deploy          1/1     1            1           160m
[root@kube linux-amd64]# kubectl get pods   -n kube-system   
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-5c98db65d4-2k2pz                0/1     Running   17195      66d
coredns-5c98db65d4-4wpvc                1/1     Running   0          66d
etcd-kube.master                        1/1     Running   0          66d
kube-apiserver-kube.master              1/1     Running   0          66d
kube-controller-manager-kube.master     1/1     Running   0          66d
kube-flannel-ds-amd64-4njmq             1/1     Running   0          66d
kube-flannel-ds-amd64-5kp2q             1/1     Running   0          66d
kube-flannel-ds-amd64-f6jmf             1/1     Running   0          65d
kube-proxy-nmgsk                        1/1     Running   0          65d
kube-proxy-snfh9                        1/1     Running   0          66d
kube-proxy-vgmmd                        1/1     Running   0          66d
kube-scheduler-kube.master              1/1     Running   0          66d
kubernetes-dashboard-7d75c474bb-b5wv9   1/1     Running   0          10d
tiller-deploy-7d75d56c7d-f9h7b          1/1     Running   0          29m
[root@kube linux-amd64]# helm version
Client: &version.Version{SemVer:"v2.14.3", GitCommit:"0e7f3b6637f7af8fcfddb3d2941fcc7cbebb0085", GitTreeState:"clean"}
Server: &version.Version{SemVer:"v2.9.1", GitCommit:"20adb27c7c5868466912eebdf6664e7390ebe710", GitTreeState:"clean"}
[root@kube linux-amd64]#

 

 

4.卸载

helm reset   //可以卸载 tiller

　　

构建一个 Helm Chart

下面我们通过一个完整的示例来学习如何使用 Helm 创建、打包、分发、安装、升级及回退Kubernetes应用。

该命令创建了一个 mychart 目录，该目录结构如下所示。这里我们主要关注目录中的 Chart.yaml、values.yaml、NOTES.txt 和 Templates 目录。

[root@kube helm]# pwd
/root/k8s/helm
[root@kube helm]# helm create mychart
Creating mychart
[root@kube helm]# ls
mychart  rbac-config.yaml
[root@kube helm]# tree mychart/
mychart/
├── charts
├── Chart.yaml
├── templates
│   ├── deployment.yaml
│   ├── _helpers.tpl
│   ├── ingress.yaml
│   ├── NOTES.txt
│   ├── service.yaml
│   └── tests
│       └── test-connection.yaml
└── values.yaml

3 directories, 8 files
[root@kube helm]#

 

  • Chart.yaml 用于描述这个 Chart的相关信息，包括名字、描述信息以及版本等。
  • values.yaml 用于存储 templates 目录中模板文件中用到变量的值。
  • NOTES.txt 用于介绍 Chart 部署后的一些信息，例如：如何使用这个 Chart、列出缺省的设置等。
  • Templates 目录下是 YAML 文件的模板，该模板文件遵循 Go template 语法。

Templates 目录下 YAML 文件模板的值默认都是在 values.yaml 里定义的，比如在 deployment.yaml 中定义的容器镜像。

 

1.安装

[root@kube helm]# helm install --name helm-test1 stable/nginx-ingress

 

 

2.删除

[root@kube helm]# helm delete helm-test1
release "helm-test1" deleted

 

 

将应用发布到 Repository

虽然我们已经打包了 Chart 并发布到了 Helm 的本地目录中，但通过 helm search 命令查找，并不能找不到刚才生成的 mychart包。

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$ helm search mychart
No results found

这是因为 Repository 目录中的 Chart 包还没有被 Helm 管理。通过 helm repo list 命令可以看到目前 Helm 中已配置的 Repository 的信息。

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$ helm repo list
NAME    URL
stable  https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts

注：新版本中执行 helm init 命令后默认会配置一个名为 local 的本地仓库。

我们可以在本地启动一个 Repository Server，并将其加入到 Helm Repo 列表中。Helm Repository 必须以 Web 服务的方式提供，这里我们就使用 helm serve 命令启动一个 Repository Server，该 Server 缺省使用 $HOME/.helm/repository/local 目录作为 Chart 存储，并在 8879 端口上提供服务。

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$ helm serve &
Now serving you on 127.0.0.1:8879

默认情况下该服务只监听 127.0.0.1，如果你要绑定到其它网络接口，可使用以下命令：

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$ helm serve --address 192.168.100.211:8879 &

如果你想使用指定目录来做为 Helm Repository 的存储目录，可以加上 --repo-path 参数：

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$ helm serve --address 192.168.100.211:8879 --repo-path /data/helm/repository/ --url http://192.168.100.211:8879/charts/

通过 helm repo index 命令将 Chart 的 Metadata 记录更新在 index.yaml 文件中:

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# 更新 Helm Repository 的索引文件
$ cd /home/k8s/.helm/repository/local
$ helm repo index --url=http://192.168.100.211:8879 .

完成启动本地 Helm Repository Server 后，就可以将本地 Repository 加入 Helm 的 Repo 列表。

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$ helm repo add local http://127.0.0.1:8879
"local" has been added to your repositories

现在再次查找 mychart 包，就可以搜索到了。

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$ helm repo update
$ helm search mychart
NAME         	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION
local/mychart	0.1.0        	1.0        	A Helm chart for Kubernetes

在 Kubernetes 中部署应用

# 部署时需指定 Chart 名及 Release（部署的实例）名。
[root@kube archive]# helm install local/mychart --name helm1-1
NAME:   helm1-1
LAST DEPLOYED: Mon Sep 16 17:00:21 2019
NAMESPACE: default
STATUS: DEPLOYED

RESOURCES:
==> v1/Deployment
NAME             READY  UP-TO-DATE  AVAILABLE  AGE
helm1-1-mychart  0/1    1           0          0s

==> v1/Pod(related)
NAME                             READY  STATUS   RESTARTS  AGE
helm1-1-mychart-d85f548d9-rsb7f  0/1    Pending  0         0s

==> v1/Service
NAME             TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP  PORT(S)  AGE
helm1-1-mychart  ClusterIP  10.98.227.192  <none>       80/TCP   0s


NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:
  export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app.kubernetes.io/name=mychart,app.kubernetes.io/instance=helm1-1" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")
  echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"
  kubectl port-forward $POD_NAME 8080:80

[root@kube archive]#

 

posted on 2019-09-16 17:47  zzzzy09  阅读(501)  评论(0)  编辑  收藏  举报