Kubernetes的包管理器—Helm
Posted Richard_Chiang
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Kubernetes的包管理器—Helm相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
Kubernetes的包管理器---Helm
Helm的概念
在没使用helm之前，向kubernetes部署应用，我们要依次部署deployment、svc等，步骤较繁琐。
况且随着很多项目微服务化，复杂的应用在容器中部署以及管理显得较为复杂，helm通过打包的方式，支持发布的版本管理和控制，很大程度上简化了Kubernetes应用的部署和管理。
Helm本质就是让K8s的应用管理（Deployment、Service等）可配置，可以通过类似于传递环境变量的大式能动态生成。通过动态生成KBs资源清单文件（deployment.yaml、service.yaml）。然后调用Kubectl自动执行K8s资源部署。
Helm是官方提供的类似于YUM的包管理器，是部署环境的流程封装。Helm有两个重要的概念：Chart、 Repository和Release
-
Chart：Helm的软件包，采用TAR格式。类似于APT的DEB包或者YUM的RRM包，其包含了一组定义kubernetes资源相关的YAML文件。
-
Repository（仓库）：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。可以理解为Helm使用 Chart包部署的一个应用实例。一个chart通常可以在同一个集群中安装多次。每一次安装都会创建一个新的release。
以mysql chart为例，如果你想在你的集群中运行两个数据库，你可以安装该chart两次。每一个数据库都会拥有它自己的release和releasename。可以将release想象成应用程序发布的版本号。
总结：Helm安装charts到Kubernetes集群中，每次安装都会创建一个新的release。你可以在Helm的chart repositories中寻找新的chart。
Helm3与Helm2的区别：
Helm2是C/S架构，主要分为客户端 helm和服务端Tiller。在Helm2中，Tiller是作为一个Deployment部署在kube-system命名空间中，很多情况下，我们会为Tiller 准备一个ServiceAccount，这个ServiceAccount通常拥有集群的所有权限。
用户可以使用本地Helm命令，自由地连接到Tiller中并通过Tiller创建、修改、删除任意命名空间下的任意资源。
在Helm 3中，Tiller被移除了。新的Helm客户端会像kubectl命令一样，读取本地的kubeconfig文件，使用我们在kubeconfig中预先定义好的权限来进行一系列操作。
==Helm的官方网站==：https://helm.sh/
==Helm软件包官方网站==：https://helm.sh/zh/docs/topics/version_skew/
Helm部署
1、安装helm
#下载二进制 Helm client 安装包
https://github.com/helm/helm/tags
tar -zxvf helm-v3.6.0-linux-amd64.tar.gz
mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm
helm version
#命令补全
source <(helm completion bash)2、使用helm安装Chart
#添加常用的 chart 仓库，
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts
helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
helm repo add incubator https://charts.helm.sh/incubator
#更新charts列表
helm repo update
helm repo list
#查看stable仓库可用的charts列表
helm search repo stable
#删除incubator仓库
helm repo remove incubator
#查看chart信息
helm show chart stable/mysql #查看指定chart的基本信息
helm show all stable/mysql #获取指定chart的所有信息
#安装 chart
helm install my-redis bitnami/redis [-n default] #指定 release 的名字为 my-redis，-n 指定部署到 k8s 的 namespace
helm install bitnami/redis --generate-name #不指定 release 的名字时，需使用 –generate-name 随机生成一个名字
#查看所有 release
helm ls
helm list
#查看指定的release状态
helm status my-redis
#删除指定的release
helm uninstall my-redisHelm命令
completion 命令补全
create 创建一个给定名称的chart
dependency 管理chart的依赖关系
env helm环境信息
get 获取给定release的扩展信息
help 命令帮助
history 获取release历史
install 部署chart
lint 对chart进行语法检查
list releases列表，list可简写为ls
package 打包chart
plugin install、list、uninstall Helm插件
pull 从repo中下载chart并（可选）将其解压到本地目录
repo add、 list、remove、update、 index Helm的repo
rollback 回滚release到一个以前的版本
search 查询在charts中的关键字
show 显示chart的信息
status 显示给定release的状态
template 本地渲染模板
test 测试运行release
uninstall 删除release
upgrade 升级release
verify 验证给定路径的chart是否已签名且有效
version 显示helm的版本信息Helm自定义模板
charts 除了可以在 repo 中下载，还可以自己自定义，创建完成后通过 helm 部署到 k8s。
拉取 chart
mkdir /opt/helm
cd /opt/helm
helm pull stable/mysql
ls
mysql-1.6.9.tgz
tar xf mysql-1.6.9.tgz
yum install -y tree
tree mysql
mysql
├── Chart.yaml
├── README.md
├── templates
│ ├── configurationFiles-configmap.yaml
│ ├── deployment.yaml
│ ├── _helpers.tpl
│ ├── initializationFiles-configmap.yaml
│ ├── NOTES.txt
│ ├── pvc.yaml
│ ├── secrets.yaml
│ ├── serviceaccount.yaml
│ ├── servicemonitor.yaml
│ ├── service.yaml
│ ├── ingress.yaml
│ └── tests
│ ├── test-configmap.yaml
│ └── test.yaml
└── values.yaml
#可以看到，一个 chart 包就是一个文件夹的集合，文件夹名称就是 chart 包的名称。chart 是包含至少两项内容的helm软件包：
（1）软件包自描述文件 Chart.yaml，这个文件必须有 name 和 version（chart版本） 的定义
（2）一个或多个模板，其中包含 Kubernetes 清单文件：
- NOTES.txt：chart 的“帮助文本”，在用户运行 helm install 时显示给用户
- deployment.yaml：创建 deployment 的资源清单文件
- service.yaml：为 deployment 创建 service 的资源清单文件
- ingress.yaml: 创建 ingress 对象的资源清单文件
- _helpers.tpl：放置模板助手的地方，可以在整个 chart 中重复使用
创建自定义的 chart
helm create nginx
tree nginx
nginx
├── charts
├── Chart.yaml
├── templates
│ ├── deployment.yaml
│ ├── _helpers.tpl
│ ├── hpa.yaml
│ ├── ingress.yaml
│ ├── NOTES.txt
│ ├── serviceaccount.yaml
│ ├── service.yaml
│ └── tests
│ └── test-connection.yaml
└── values.yaml
cat nginx/templates/deployment.yaml
#在 templates 目录下 yaml 文件模板中的变量（go template语法）的值默认是在 nginx/values.yaml 中定义的，只需要修改 nginx/values.yaml 的内容，也就完成了 templates 目录下 yaml 文件的配置。
比如在 deployment.yaml 中定义的容器镜像：
image: " .Values.image.repository : .Values.image.tag | default .Chart.AppVersion "
cat nginx/values.yaml | grep repository
repository: nginx
#以上变量值是在 create chart 的时候就自动生成的默认值，你可以根据实际情况进行修改。修改 chart
vim nginx/Chart.yaml
apiVersion: v2
name: nginx #chart名字
description: A Helm chart for Kubernetes
type: application #chart类型，application或library
version: 0.1.0 #chart版本
appVersion: 1.16.0 #application部署版本
vim nginx/values.yaml
replicaCount: 1
image:
repository: nginx
pullPolicy: IfNotPresent
tag: "latest" #设置镜像标签
imagePullSecrets: []
nameOverride: ""
fullnameOverride: ""
serviceAccount:
create: true
annotations:
name: ""
podAnnotations:
podSecurityContext:
# fsGroup: 2000
securityContext:
# capabilities:
# drop:
# - ALL
# readOnlyRootFilesystem: true
# runAsNonRoot: true
# runAsUser: 1000
service:
type: ClusterIP
port: 80
ingress:
enabled: true #开启 ingress
className: ""
annotations:
# kubernetes.io/ingress.class: nginx
# kubernetes.io/tls-acme: "true"
hosts:
- host: www.jzm.com #指定ingress域名
paths:
- path: /
pathType: Prefix #指定ingress路径类型
tls: []
# - secretName: chart-example-tls
# hosts:
# - chart-example.local
resources:
limits:
cpu: 100m
memory: 128Mi
requests:
cpu: 100m
memory: 128Mi
autoscaling:
enabled: false
minReplicas: 1
maxReplicas: 100
targetCPUUtilizationPercentage: 80
# targetMemoryUtilizationPercentage: 80
nodeSelector:
tolerations: []
affinity: 打包 chart
helm lint nginx #检查依赖和模版配置是否正确
helm package nginx #打包 chart，会在当前目录下生成压缩包 nginx-0.1.0.tgz部署 chart
helm install nginx ./nginx --dry-run --debug #使用 --dry-run 参数验证 Chart 的配置，并不执行安装
helm install nginx ./nginx -n default #部署 chart，release 版本默认为 1
或者
helm install nginx ./nginx-0.1.0.tgz
#可根据不同的配置来 install，默认是 values.yaml
helm install nginx ./nginx -f ./nginx/values-prod.yaml
helm ls
NAME NAMESPACE REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION
nginx default 1 2022-01-18 23:43:06.170248683 +0800 CST deployed nginx-0.1.0 1.16.0
kubectl get pod,svc
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-67779bd969-kq2fm 1/1 Running 0 58m
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 37h
service/nginx ClusterIP 10.100.0.171 <none> 80/TCP 58s部署 ingress
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml
kubectl apply -f mandatory.yaml
kubectl apply -f service-nodeport.yaml
kubectl get pod,svc -n ingress-nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/nginx-ingress-controller-54b86f8f7b-jjlnj 1/1 Running 0 79s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/ingress-nginx NodePort 10.101.36.34 <none> 80:30665/TCP,443:30363/TCP 6s
kubectl get ingress
NAME CLASS HOSTS ADDRESS PORTS AGE
nginx <none> www.jzm.com 10.101.36.34 80 58m
vim /etc/hosts
.....
192.168.80.12 node02 www.jzm.com
curl http://www.jzm.com:30665修改为 NodePort 访问后，升级
vim nginx/values.yaml
service:
type: NodePort
port: 80
nodePort: 30080
ingress:
enabled: false
vim nginx/templates/service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: include "nginx.fullname" .
labels:
- include "nginx.labels" . | nindent 4
spec:
type: .Values.service.type
ports:
- port: .Values.service.port
targetPort: http
protocol: TCP
name: http
nodePort: .Values.service.nodePort #指定 nodePort
selector:
- include "nginx.selectorLabels" . | nindent 4
#升级 release，release 版本加 1
helm upgrade nginx nginx
kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 38h
nginx NodePort 10.100.0.171 <none> 80:30080/TCP 79m
curl 192.168.80.14:30080回滚
#根据 release 版本回滚
helm history nginx #查看 release 版本历史
helm rollback nginx 1 #回滚 release 到版本1
helm history nginx #nginx release 已经回滚到版本 1
REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION DESCRIPTION
1 Tue Jan 18 23:43:06 2022 superseded nginx-0.1.0 1.16.0 Install complete
2 Wed Jan 19 01:02:42 2022 superseded nginx-0.1.0 1.16.0 Upgrade complete
3 Wed Jan 19 01:04:52 2022 deployed nginx-0.1.0 1.16.0 Rollback to 1
#通常情况下，在配置好 templates 目录下的 kubernetes 清单文件后，后续维护一般只需要修改 Chart.yaml 和 values.yaml 即可。
在命令行使用 --set 指定参数来部署（install,upgrade）release
#注：此参数值会覆盖掉在 values.yaml 中的值，如需了解其它的预定义变量参数，可查看 helm 官方文档。
helm upgrade nginx nginx --set image.tag=1.15Helm仓库
- helm 可以使用 harbor 作为本地仓库，将自定义的 chart 推送至 harbor 仓库。
安装 harbor
#上传 harbor-offline-installer-v1.9.1.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录
cd /opt
cp docker-compose /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
tar zxf harbor-offline-installer-v1.9.1.tgz
cd harbor/
vim harbor.yml
hostname: 192.168.80.13
harbor_admin_password: Harbor12345 #admin用户初始密码
data_volume: /data #数据存储路径，自动创建
chart:
absolute_url: enabled #在chart中启用绝对url
log:
level: info
local:
rotate_count: 50
rotate_size: 200M
location: /var/log/harbor #日志路径
#安装带有 Clair service 和 chart 仓库服务的 Harbor
./install.sh --with-clair --with-chartmuseum安装 push 插件
#在线安装
helm plugin install https://github.com/chartmuseum/helm-push
#离线安装
wget https://github.com/chartmuseum/helm-push/releases/download/v0.8.1/helm-push_0.8.1_linux_amd64.tar.gz
mkdir ~/.local/share/helm/plugins/helm-push
tar -zxvf helm-push_0.8.1_linux_amd64.tar.gz -C ~/.local/share/helm/plugins/helm-push
helm repo ls
#登录 Harbor WEB UI 界面，创建一个新项目
浏览器访问：http://192.168.80.10 ，默认的管理员用户名和密码是 admin/Harbor12345
点击 “+新建项目” 按钮
填写项目名称为 “chart_repo”，访问级别勾选 “公开”，点击 “确定” 按钮，创建新项目
#添加仓库
helm repo add harbor http://192.168.80.13/chartrepo/chart_repo --username=admin --password=Harbor12345
#注：这里的 repo 的地址是<Harbor URL>/chartrepo/<项目名称>，Harbor 中每个项目是分开的 repo。如果不提供项目名称， 则默认使用 library 这个项目。
#推送 chart 到 harbor 中
cd /opt/helm
helm push nginx harbor
#查看 chart_repo 项目中的 Helm Charts以上是关于Kubernetes的包管理器—Helm的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
使用 Helm 3 包管理器在 Kubernetes 集群上安装软件