K8s包管理工具-Helm概念及基本使用（一）

1. Helm 简介

Helm是Deis (https://deis.com/) 开发的一个用于kubernetes的包管理器，相当于kubernetes环境下的yum包管理工具。

1) 重要概念

Helm 有三个重要概念：

• chart：包含了创建Kubernetes的一个应用实例的必要信息
• config：包含了应用发布配置信息
• release：是一个 chart 及其配置的一个运行实例

2) Helm组件

Helm Structrue

Helm有以下两个组成部分：

Helm Client 是用户命令行工具，其主要负责如下：

• 本地 chart 开发
• 仓库管理
• 与 Tiller sever 交互
• 发送预安装的 chart
• 查询 release 信息
• 要求升级或卸载已存在的 release

Tiller Server是一个部署在Kubernetes集群内部的 server，其与 Helm client、Kubernetes API server 进行交互。Tiller server 主要负责如下：

• 监听来自 Helm client 的请求
• 通过 chart 及其配置构建一次发布
• 安装 chart 到Kubernetes集群，并跟踪随后的发布
• 通过与Kubernetes交互升级或卸载 chart
• client 管理 charts，而 server 管理发布 release

3) 用途

做为 Kubernetes 的一个包管理工具，Helm具有如下功能：

• 创建新的 chart
• chart 打包成 tgz 格式
• 上传 chart 到 chart 仓库或从仓库中下载 chart
• 在Kubernetes集群中安装或卸载 chart
• 管理用Helm安装的 chart 的发布周期

2. 安装Helm

在 Helm 下载 v2.10.0 版本 二进制安装包后解压。

1) 部署Tiller Server

安装 Helm 的服务端程序，需要使用到kubectl工具，所以先确保kubectl工具能够正常的访问 kubernetes 集群的apiserver。

$ yum install -y socat
$ helm init --upgrade --tiller-image cnych/tiller:v2.10.0 --stable-repo-url https://cnych.github.io/kube-charts-mirror/
HELM_HOME has been configured at /root/.helm.

Tiller (the Helm server-side component) has been installed into your Kubernetes Cluster.

Please note: by default, Tiller is deployed with an insecure 'allow unauthenticated users' policy.
To prevent this, run `helm init` with the --tiller-tls-verify flag.
For more information on securing your installation see: https://docs.helm.sh/using_helm/#securing-your-helm-installation
Happy Helming!

Helm 服务端正常安装完成后，Tiller默认被部署在kubernetes集群的kube-system命名空间下：

$ kubectl get pod -n kube-system -l app=helm
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
tiller-deploy-5bc5cf785c-pvgv4   1/1     Running   0          2m

2) 安装Helm Client
将helm 可执行文件复制到/usr/local/bin目录下即可。

# helm version
Client: &version.Version{SemVer:"v2.10.0", GitCommit:"9ad53aac42165a5fadc6c87be0dea6b115f93090", GitTreeState:"clean"}
Server: &version.Version{SemVer:"v2.10.0", GitCommit:"9ad53aac42165a5fadc6c87be0dea6b115f93090", GitTreeState:"clean"}

kubernetes 集群是1.10.0版本的，默认开启了RBAC访问控制，所以我们需要为Tiller创建一个ServiceAccount，让他拥有执行的权限，详细内容可以查看 Helm 文档中的Role-based Access Control。 创建rbac.yaml文件：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: tiller
  namespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: tiller
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: tiller
    namespace: kube-system

$ kubectl create -f rbac-config.yaml
serviceaccount "tiller" created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io "tiller" created

因为我们的 Tiller 之前已经就部署成功了，而且是没有指定 ServiceAccount 的，所以我们需要给 Tiller 打上一个 ServiceAccount 的补丁：

$ kubectl patch deploy --namespace kube-system tiller-deploy -p '{"spec":{"template":{"spec":{"serviceAccount":"tiller"}}}}'

Helm客户端和服务端配置完成。

3. 基本使用

1. Helm 的基本操作
   创建一个 Chart：

$ helm create hello-helm
Creating hello-helm
$ tree hello-helm
hello-helm
├── charts #Chart本身的版本和配置信息
├── Chart.yaml #依赖的chart
├── templates #配置模板目录
│   ├── deployment.yaml 
│   ├── _helpers.tpl #用于修改kubernetes objcet配置的模板
│   ├── ingress.yaml 
│   ├── NOTES.txt #helm提示信息
│   └── service.yaml
└── values.yaml

2 directories, 7 files

具体文件的作用，我们可以前往 Helm 官方文档进行查看。
查看deployment.yaml 文件可以看到都是去取的一些值，如.Valuesxxxx，这些值都是定义在values.yaml文件中。

apiVersion: apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
---------
-------
    spec:
      containers:
        - name: {{ .Chart.Name }}
          image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
          imagePullPolicy: {{ .Values.image.pullPolicy }}
          ports:
            - name: http
              containerPort: 80
------

比如这里我们来安装 1.7.9 这个版本的 nginx，则我们更改 value.yaml 文件下面的 image tag 即可，将默认的 stable 更改为 1.7.9，为了测试方便，我们把 Service 的类型也改成 NodePort。

# Default values for hello-helm.
# This is a YAML-formatted file.
# Declare variables to be passed into your templates.

replicaCount: 1

image:
  repository: nginx
  tag: 1.7.9
  pullPolicy: IfNotPresent

nameOverride: ""
fullnameOverride: ""

service:
  type: NodePort
  port: 80

ingress:
  enabled: false

安装这个 Chart

$ helm install ./hello-helm
NAME:   tailored-hedgehog
LAST DEPLOYED: Fri Jul 12 14:16:03 2019
NAMESPACE: default
STATUS: DEPLOYED

RESOURCES:
==> v1/Service
NAME                          TYPE      CLUSTER-IP  EXTERNAL-IP  PORT(S)       AGE
tailored-hedgehog-hello-helm  NodePort  10.1.71.46  <none>       80:30860/TCP  0s

==> v1beta2/Deployment
NAME                          DESIRED  CURRENT  UP-TO-DATE  AVAILABLE  AGE
tailored-hedgehog-hello-helm  1        0        0           0          0s


NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:
  export NODE_PORT=$(kubectl get --namespace default -o jsonpath="{.spec.ports[0].nodePort}" services tailored-hedgehog-hello-helm)
  export NODE_IP=$(kubectl get nodes --namespace default -o jsonpath="{.items[0].status.addresses[0].address}")
  echo http://$NODE_IP:$NODE_PORT

安装完成后查看状态：

$ kubectl get pods -l app=hello-helm
NAME                                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
tailored-hedgehog-hello-helm-55fbdb76cc-nwkw7   1/1     Running   0          56m

$ kubectl get svc -l app=hello-helm
NAME                           TYPE       CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
tailored-hedgehog-hello-helm   NodePort   10.1.71.46   <none>        80:30860/TCP   56m

访问这个刚才创建nginx服务

unmin.club

2) 仓库

Helm 的 Repo 仓库和 Docker Registry 比较类似，Chart 库可以用来存储和共享打包 Chart 的位置，Chart 仓库其实就是一个带有index.yaml索引文件和任意个打包的 Chart 的 HTTP 服务器而已，比如我们想要分享一个 Chart 包的时候，将我们本地的 Chart 包上传到该服务器上面，别人就可以使用了，所以其实我们自己托管一个 Chart 仓库也是非常简单的，比如阿里云的 OSS、Github Pages，甚至自己创建的一个简单服务器都可以。

我们在安装了 Helm 后，默认的仓库地址是 google 的一个地址，没办法访问到官方提供的 Chart 仓库，可以用helm repo list来查看当前的仓库配置：

helm repo list
NAME       URL
stable     https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com/
local      http://127.0.0.1:8879/charts

更改Helm 仓库为 Github Pages 仓库，每天会自动和官方的仓库进行同步，地址是：https://github.com/cnych/kube-charts-mirror，这样我们就可以将我们的 Helm 默认仓库地址更改成我们自己的仓库地址了：

$ helm repo remove stable
"stable" has been removed from your repositories
$ helm repo add stable https://cnych.github.io/kube-charts-mirror/
"stable" has been added to your repositories
$ helm repo list
NAME       URL
stable     https://cnych.github.io/kube-charts-mirror/
local      http://127.0.0.1:8879/charts
$ helm repo update
Hang tight while we grab the latest from your chart repositories...
...Skip local chart repository
...Successfully got an update from the "stable" chart repository
Update Complete. ⎈ Happy Helming!⎈

仓库添加完成后，可以使用 update 命令进行仓库更新。当然如果要我们自己来创建一个 web 服务器来服务 Helm Chart 的话，只需要实现下面几个功能点就可以提供服务了：

• 将索引和Chart置于服务器目录中
• 确保索引文件index.yaml可以在没有认证要求的情况下访问
• 确保 yaml 文件的正确内容类型（text/yaml 或 text/x-yaml）

如果你的 web 服务提供了上面几个功能，那么也就可以当做 Helm Chart 仓库来使用了。

Helm 的基础使用

查看helm仓库

$ helm repo list

删除helm仓库

$ helm repo remove stable

添加helm仓库

$ helm  repo add stable   https://cnych.github.io/kube-charts-mirror/(仓库地址)

更新helm 仓库

$ helm repo update

查找chart

$ helm search mysql

查看chart 的详细信息

$ helm inspect stable/mysql

创建chart

$ helm  create  hello-helm

打包chart

$ helm package hello-helm(文件夹)

安装chart

$ helm  install  stable/mysql

安装chart，添加release名称

$ helm  install stable/mysql --name mydb

跟踪release状态

$ helm status mydb

查看 chart 上可配置的选项

$ helm inspect values stable/mysql

自定义chart
新建config.yaml

mysqlUser: haimaxyUser
mysqlDatabase: haimaxyDB
service:
  type: NodePort
persistence:
  enabled: false

安装指定config.yaml

$ helm install -f config.yaml stable/mysql --name mydb

或者安装过程中使用--set来覆盖对应的 value 值.比如禁用持久化

$ helm install stable/mysql --set persistence.enabled=false --name mydb

升级release

$ helm upgrade -f config.yaml mydb stable/mysql

查看当前release

$ helm ls

查看release历史版本

$ helm  history mydb

回滚release版本

$ helm rollback mydb 1

删除release(会保留记录，可以回滚重新激活)

$ helm delete  mydb

查看被删除掉 release

$ helm list  --deleted

查看所有release(包含被删除掉release )

$ helm  list --all

彻底删除release

$ helm delete mydb --purge

查看最终生成清单文件

$ helm get manifest mydb（release）

调试模板，执行helm install打印最终资源清单，不会部署

$ helm install  --dry-run --debug ./mychart