用Helm来简化K8S应用管理

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参考文档 ：

https://helm.sh/docs/

https://github.com/helm/helm

Helm是Kubernetes的包管理器，类似于Python的pip centos的yum,主要用来管理 Charts。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。 二、Helm带来的便捷

我们日常在K8S中部署可用应用时，需要涉及到很多的K8S资源的共同协作(Controller、Service、Configmap、Secret、RBAC、PV、PVC、Ingress等一系列资源)，这些资源过于分散，不方便管理以及定义方式的局限性，直接提供kubectl来管理和生效YAML配置创建可用应用，让人头疼，不便于维护。在部署一个应用，会遇到哪些问题：

如何统一管理、配置和更新这些分散的k8s的应用资源文件；如何分发和复用应用模板；如何将应用的一系列资源当做一个软件包管理； 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K8S上查找、安装、升级、回滚、卸载应用程序； 三、 Helm 工作原理及架构演变 3.1、工作原理

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。Heml 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 根据 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 和 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。 3.2、架构演变

在2019 年 11 月 4 日，Helm 社区 repo 中提供 安全审计报告 ， Helm v3 中的访问控制与 Helm v2 中的访问控制发生变更；

移除 Tiller支持将 Chart 推送至 Docker 镜像仓库中使用JSONSchema验证chart values给helm charts添加test了，通过helm test命令 针对部署的应用跑tests部署时release name必须指定，helm2时可自动随机生成删除时无须再使用 –purge为了更好地协调其他包管理者的措辞 Helm CLI 个别更名；helm delete更名为helm uninstall，helm inspect更名为helm show，helm fetch更名为helm pull不再需要requirements.yaml, 依赖关系是直接在chart.yaml中定义移除了用于本地临时搭建 Chart Repository的 helm serve 命令

Helm : 命令行下的客户端工具,主要用于 K8S 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。Chart：Helm 包，采用 TAR 格式。其中包含了运行一个应用所需要的镜像、依赖和资源定义等，还可能包含 Kubernetes 集群中的服务定义，类似 Homebrew 中的 formula、APT 的 dpkg 或者 Yum 的 rpm 文件。Release：在 Kubernetes 集群上运行的 Chart 的一个实例。在同一个集群上，一个 Chart 可以安装很多次。每次安装都会创建一个新的 release。每次安装都会生成自己的 Release，会有自己的 Release 名称。Repository：用于发布和存储 Chart 的存储库。Tiller : （v2版本）Helm 的服务端。Tiller 负责接收 Helm 的请求，与 k8s 的 apiserver 交互，根据chart 来生成一个 release 并管理 release。 六、Helm常用命令

难免需要安装一些三方的基础服务，常用仓库如下 ：

bitnami官方地址： https://bitnami.com/微软仓库 ： http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/阿里云仓库 ： https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts官方仓库 ： https://hub.kubeapps.com/charts/incubatorelasticsearch ： https://helm.elastic.co

添加微软仓库为 stable
$ helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts
"stable" has been added to your repositories
 
添加阿里云仓库为 aliyun
$ helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts 
"aliyun" has been added to your repositories

查看本地已添加的仓库
$ helm repo list 
NAME    URL                                                   
stable  http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts              
aliyun  https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts

查看仓库所有的包
$ helm search repo stable

移除仓库
$ helm repo remove stable

列出仓库中相关的包
$ helm search repo mysql

demochart/
├── charts                          # 目录用于存放所依赖的子chart
├── Chart.yaml                      # 描述这个 Chart 的相关信息、包括名字、描述信息、版本等
├── templates                       # 模板目录，通常会使用values.yaml配置内容进行填充，板引擎渲染此目录的文件后Tiller将渲染得到的结果 提交给Kubernetes创建响应的对象
│   ├── deployment.yaml             # deployment 控制器的 Go 模板文件
│   ├── _helpers.tpl                # 模板助手文件，定义的值可在模板中使用
│   ├── ingress.yaml                # ingress 的模板文件 
│   ├── NOTES.txt                   # Chart 部署到集群后的一些信息，例如：如何使用、列出缺省值，可以理解为帮助文档
│   ├── serviceaccount.yaml
│   ├── service.yaml                # service 的 Go 模板文件
└── values.yaml                     # 模板的值文件，这些值会在安装时应用到 GO 模板生成部署文件

部分常用语法说明 ： http://masterminds.github.io/sprig/strings.html

目录结构

$ tree demochart/
demochart/
├── charts
├── Chart.yaml
├── templates                   
│   ├── deployment.yaml  
└── values.yaml

Chart.yaml

apiVersion: v2
name: demochart
description: A Helm chart for Kubernetes, The author is Daizhe
type: application
version: 0.1.0
appVersion: 1.16.0

templates/deployment.yaml

$ vim templates/deployment.yaml 
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: deployment
  name: {{ .Values.Name }}
spec:
  replicas: {{ .Values.replicas }}
  selector:
    matchLabels:
      app: deployment
  template:
    metadata:
      labels:
        app: deployment
    spec:
      containers:
      - image: {{ .Values.image }}
        name: nginx

values.yaml

Name: demo-deploy-nginx
replicas: 1
image: nginx:latest

install 安装

$ helm install nginx-dep demochart/ --dry-run
$ helm install nginx-dep demochart/
$ helm list

upgrade 升级

$ helm upgrade -f values.yaml nginx-dep demochart

rollback 回滚

$ helm history nginx-dep
$ helm rollback nginx-dep 1