k8s-14_helm介绍以及使用

1.helm基础

一、helm功能

1. Helm就是Kubernetes的应用程序包管理器，类似于Linux系统之上的yum或apt-get等，可用于实现帮助用户查找、分享及使用Kubernetes应用程序。它的核心打包功能组件称为chart，可以帮助用户创建、安装及升级复杂应用。Helm将Kubernetes的资源（如Deployments、Services或ConfigMap等）打包到一个Charts中，制作并测试完成的各个Charts将保存到Charts仓库进行存储和分发。另外，Helm实现了可配置的发布，它支持应用配置的版本管理，简化了Kubernetes部署应用的版本控制、打包、发布、删除和更新等操作。
2. Helm是一个基于Kubernetes的程序包（资源包）管理器，它将一个应用的相关资源组织成为Charts，并通过Charts管理程序包，其使用优势可简单总结为如下几个方面：

• 管理复杂应用：Charts能够描述哪怕是最复杂的程序结构，其提供了可重复使用的应用安装的定义。
• 易于升级：使用就地升级和自定义钩子来解决更新的难题。
• 简单分享：Charts易于通过公共或私有服务完成版本化、分享及主机构建。
• 回滚：可使用“helm rollback”命令轻松实现快速回滚。

二、helm核心术语

1. Helm将Kubernetes应用的相关配置组织为Charts，并通过它完成应用的常规管理操作。使用Charts管理应用的流程包括：

• 从0开始创建Charts
• 将Charts及其相关的文件打包为归档格式
• 将Charts存储于仓库（repository）中并与之交互
• 在Kubernetes集群中安装或卸载Charts以及管理经Helm安装的应用的版本发行周期

1. 对Helm来说，它具有以下几个关键概念。

• Charts：即一个Helm程序包，它包含了运行一个Kubernetes应用所需要的镜像、依赖关系和资源定义等，必要时还会包含Service的定义；它类似于yum的rpm文件。
• Repository：Charts仓库，用于集中存储和分发Charts，类似于Python的PyPI。
• Config：应用程序实例化安装运行时使用的配置信息。
• Release：应用程序实例化配置后运行于Kubernetes集群中的一个Charts实例；从V3开始，Release
  不再是全局资源，而是存储在各自命名空间内。

三、helm架构

Helm主要由Helm客户端、Tiller服务器和Charts仓库（repository）组成

1. Helm客户端是命令行客户端工具，采用Go语言编写，基于gRPC协议与Tiller
   server交互。它主要完成如下任务。

• 本地Charts开发。
• 管理Charts仓库。
• 与Tiller服务器交互：发送Charts以安装、查询Release的相关信息以及升级或卸载已有的Release。

1. Tiller
   server（V3已将Tiller的删除，通过ApiServer与k8s交互）是托管运行于Kubernetes集群之中的容器化服务应用，它接收来自Helm客户端的请求，并在必要时与Kubernetes API Server进行交互。它主要完成以下任务。

• 监听来自于Helm客户端的请求。
• 合并Charts和配置以构建一个Release。
• 向Kubernetes集群安装Charts并对相应的Release进行跟踪。
• 升级和卸载Charts。

1. 通常，用户于Helm客户端本地遵循其格式编写Charts文件，而后即可部署于Kuber-netes集群之上运行为一个特定的Release。仅在有分发需求时，才应该将同一应用的Charts文件打包成归档压缩格式提交到特定的Charts仓库。

四、Helm工作原理

1. Chart Install 过程：

- Helm从指定的目录或者tgz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

1. Chart Update过程：

- Helm从指定的目录或者tgz文件中解析出Chart结构信息
- Helm将要更新的Release的名称和Chart结构，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

1. 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

2.helm安装

一、安装Helm

• 官方参考文档：

  https://helm.sh/docs/intro/quickstart/
  

  • Helm的安装方式有两种：预编译的二进制程序和源码编译安装。
  • Helm项目托管在GitHub之上，项目地址为https://github.com/helm/helm/releases。
  • Helm的运行依赖于本地安装并配置完成的kubectl方能与运行于Kubernetes集群之上的Tiller服务器进行通信，因此，运行Helm的节点也应该是可以正常使用kubectl命令的主机，或者至少是有着可用kubeconfig配置文件的主机。

下载合用版本的压缩包并将其展开。

wget https://get.helm.sh/helm-v3.0.2-linux-amd64.tar.gz 
tar -xvf helm-v3.0.2-linux-amd64.tar.gz 

将其二进制程序文件复制或移动到系统PATH环境变量指向的目录中

cp linux-amd64/helm /usr/local/bin/

以添加自动完成的代码：

source <(helm completion bash) 

Helm客户端安装完成后，进行验证。

root@k8s-master:~/heml# helm version

二、添加Helm的官方仓库

添加官方Charts仓库

若遇到Unable to get an update from the “stable” chart repository (https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com) 错误
手动更换stable 存储库为阿里云的存储库

helm repo add stable https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts

更新仓库信息

helm repo update

查看官方Charts仓库

helm search repo stable 

3.helm常用命令

一、helm管理命令

查看版本

helm version 

增加repo

`#helm repo add stable https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts` 

`#helm repo add --username admin --password password myharbor https://harbor.qing.cn/chartrepo/charts` 

更新repo仓库资源

`#helm repo update` 

二、charts管理

查看当前安装的charts

`#helm list` 

将helm search hub显示所有可用图表。

`#helm search hub redis` 

使用helm search repo，您可以在已添加的存储库中找到charts的名称：

`#helm search repo redis` 

打印出指定的Charts的详细信息

`#helm show chart stable/redis` 

下载charts到本地

`#helm fetch redis` 

安装charts

`#helm install redis stable/redis` 

查看charts状态

`#helm status redis` 

删除charts

`#helm uninstall redis` 

三、自定义charts

1. 创建charts

   `#helm create helm_charts` 
   

2. 检查chart语法正确性

   `# helm lint myapp` 
   

3. 打包自定义的chart

   `# helm package myapp` 
   

4. 查看生成的yaml文件

   `#helm template myapp-1.tgz` 
   

5. #使用默认chart部署到k8s

   `helm install myapp myapp-1.tgz` 
   

6. #使用包去做release部署

   `helm install --name example2 helm-chart-0.1.0.tgz --set  service.type=NodePort`
   

四、更新与回滚

1. 查看当前chart信息

   `#helm list` 
   

2. 更新images

   `#helm upgrade myapp myapp-2.tgz` 
   

3. 查看版本信息

   `#helm history myapp` 
   

4. 回滚指定版本

   `#helm rollback myapp 1` 
   

4.Helm Charts

一、Charts文件组织结构

一个Charts就是按特定格式组织的目录结构，目录名即为Charts名，目录名称本身不包含版本信息。目录结构中除了charts/和templates/是目录之外，其他的都是文件。它们的基本功用如下。

1. Chart.yaml：当前Charts的描述信息，yaml格式的文件。
2. LICENSE：当前Charts的许可证信息，纯文本文件；此为可选文件。
3. README.md：易读格式的README文件；可选。
4. requirements.yaml：当前Charts的依赖关系描述文件；可选。
5. values.yaml：当前Charts用到的默认配置值。
6. charts/：目录，存放当前Charts依赖到的所有Charts文件。
7. templates/：目录，存放当前Charts用到的模板文件，可应用于Charts生成有效的Kuber-netes清单文件。
8. templates/NOTES.txt：纯文本文件，Templates简单使用注解
● 尽管Charts和Templates目录均为可选，但至少应该存在一个Charts依赖文件或一个模板文件。另外，Helm保留使用charts/和templates/目录以及上面列出的文件名称，其他文件都将被忽略。

二、Chart.yaml文件组织格式

Chart.yaml用于提供Charts相关的各种元数据，如名称、版本、关键词、维护者信息、使用的模板引擎等，它是一个Charts必备的核心文件，主要包含以下字段

1. name：当前Charts的名称，必选字段。
2. version：遵循语义化版本规范第2版的版本号，必选字段。
3. description：当前项目的单语句描述信息，可选字段。
4. keywords：当前项目的关键词列表，可选字段。
5. home：当前项目的主页URL，可选字段。
6. sources：当前项目用到的源码的来源URL列表，可选字段。
7. maintainers：项目维护者信息，主要嵌套name、email和URL几个属性组成；可选字段。
8. engine：模板引擎的名称，默认为gotpl，即go模板。
9. icon:URL，指向当前项目的图标，SVG或PNG格式的图片；可选字段。
10. appVersion：本项目用到的应用程序的版本号，可选字段，且不必为语义化版本。
11. tillerVersion：当前Charts依赖的Tiller版本号，可以是语义化版本号的范围，如“>2.4.0”；可选字段。

三、Charts中的依赖关系

Helm中的一个Charts可能会依赖不止一个其他的Charts，这种依赖关系可经requirements.yaml进行动态链接，也可直接存储于charts/目录中进行手动管理。

1. requirements.yaml文件
requirements.yaml文件本质上只是一个简单的依赖关系列表，可用字段具体如下。
2. name：被依赖的Charts的名称。
3. version：被依赖的Charts的版本。
4. repository：被依赖的Charts所属的仓库及其URL；如果是非官方的仓库，则需要先用helm
repo add命令将其添加进本地可用仓库。
5. alias：为被依赖的Charts创建一个别名，从而让当前Charts可以将所依赖的Charts对应到新名称，即别名；可选字段。
6. tags：默认情况下所有的Charts都会被装载，若给定了tags，则仅装载那些匹配到的Charts。
7. condition：类似于tags字段，但需要通过自定义的条件来指明要装载的charts。
8. import-values：导入子Charts中的的值；被导入的值需要在子charts中导出。
9. Charts目录
● 若需要对依赖关系进行更多的控制，则所有被依赖到的Charts都能以手工方式直接复制到Charts目录中。一个被依赖到的Charts既可以是归档格式，也可以是展开的目录格式，不过，其名称不能以下划线（_）或点号（.）开头，此类文件会被Charts装载器自动忽略。
例如，Wordpress Charts依赖关系在其Charts目录中的反映类似如下所示：

• Helm
  Charts模板（template）遵循Go模板语言格式，并支持50种以上的来自Spring库的模板函数附件，以及为数不少的其他专用函数。所有的模板文件都存储于Templates目录中，在当前Charts被Helm引用时，此目录中的所有模板文件都会传递给模板引擎进行处理。模板文件中用到的值（value）有如下两种提供方式。‰□通过Charts的values.yaml文件提供，通常用于提供默认值。‰□在运行“helm
  install”命令时传递包含所需要的自定义值的YAML文件；此处传递的值会覆盖默认值。

5.自定义Charts

一、创建Chart

1. 执行命令helm create myapp，会创建一个myapp目录

   `# helm create myapp` 
   

2. 查看myapp目录结构

root@k8s-master:~/heml# tree myapp/

二、修改配置文件

编辑自描述文件 Chart.yaml , 修改version和appVersion信息

root@k8s-master:~/heml/myapp# ls
charts	Chart.yaml  templates  values.yaml
root@k8s-master:~/heml/myapp# vim Chart.yaml

编辑values.yaml配置文件

三、打包安装chart

1. 检查chart语法正确性

   `# helm lint myapp` 
   

2. 打包自定义的chart

   `# helm package myapp` 
   

3. 安装chart

   `# helm install myapp myapp-1.tgz` 
   

4. 验证

root@k8s-master:~/heml# kubectl get pod

四、更新

编辑自描述文件 Chart.yaml , 修改version和appVersion信息

1. 重新打包charts

• 检查chart语法正确性

  `# helm lint myapp` 
  

• 打包自定义的chart

  `# helm package myapp` 
  

1. 更新chart

   `# helm upgrade myapp myapp-2.tgz` 
   

2. 验证

root@k8s-master:~/heml# kubectl get svc

五、回滚

查看当前版本信息

root@k8s-master:~/heml# helm list

查看历史版本信息

root@k8s-master:~/heml# helm history myapp

回滚到指定版本

oot@k8s-master:~/heml# helm rollback myapp 1

验证

root@k8s-master:~/heml# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP   28d
myapp        ClusterIP   10.103.95.175   <none>        80/TCP    10m
root@k8s-master:~/heml# curl 10.103.95.175
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>

hell
oot@k8s-master:~/heml# helm rollback myapp 1

[外链图片转存中...(img-NP4XSauU-1660638458806)]

###### 验证

```shell
root@k8s-master:~/heml# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP   28d
myapp        ClusterIP   10.103.95.175   <none>        80/TCP    10m
root@k8s-master:~/heml# curl 10.103.95.175
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>