【云原生 • Kubernetes】一文掌握 k8s 包管理工具 Helm
本文导读
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- 一、为什么要引入 Helm
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- 1. Helm 的应用场景
- 2. 使用 Helm 可以解决哪些问题
- 二、Helm 概述
- 三、Helm 安装与配置(v3)
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- 1. 安装 Helm v3
- 2. 配置 Helm 仓库
- 四、使用 Helm 快速部署应用
- 五、自定义 Chart 部署应用
- 六、Helm 实现 yaml 文件高效复用
- 七、Helm 的常用操作命令汇总
一、为什么要引入 Helm
1. Helm 的应用场景
在以往的应用部署过程当中，我们需要先编写一个 yaml 文件，然后该文件中包含 deployment、Service、Ingress 等等。
如果说需要部署的是单一、少数服务的应用，那么完全可以使用 yaml 文件的方式，这样会很简单。但是在实际的项目当中，微服务的数量基本不可能是一个，可能是几十个，如果说再用 yaml 文件的部署方式，那就意味着需要编写几十个 yaml 文件，这就会导致 数量多、维护难 等诸多问题。
2. 使用 Helm 可以解决哪些问题
针对上述问题，Helm 的引入使用则可以将所有的 yaml 文件进行一个整体的管理，而且它能够实现 yaml 文件的高效复用。
高效复用：yaml 文件的格式和结果基本相同，一般只是属性值有所变化。使用 helm 后，针对格式和结构基本相同的 yaml 文件就不需要一遍一遍的进行重复编写了，直接复用即可。
除此之外，Helm 还可以进行应用级别的版本管理，包括版本更新、回退等等。
二、Helm 概述
Helm 是 Kubernetes 的一个 包管理工具，类似于 Linux 下的包管理工具如 yum、apt 等。可以方便的将之前打包好的 yaml 文件部署到 Kunernetes 上。
在 Helm 中有三个主要概念：
| 概念 | 含义 |
|---|---|
helm |
一个命令行工具，主要用于 k8s 应用 Chart 的创建、打包、发布和管理。 |
Chart |
应用描述，它是一系列用于描述 k8s 资源相关文件的集合(可以理解为 yaml 的集合)。 |
Release |
基于 Chart 的部署实体，一个 Chart 被 Helm 运行后将会生成一个对应的 release，然后将在 k8s 中创建出真正运行的资源对象，它是一个应用级别的版本管理。 |
在 2019 年 11 月 13日，Helm 团队发布了稳定版本 Helm v3，这也是当前主流版本。该版本与往期版本相比较有主要以下变化：
- 删除了 Tiller；
- 支持 release 在不同命名空间中重用；
- 支持直接将 Chart 推送到 docker 仓库中。
如下为各版本 Helm 架构简易示意图。
v3 之前版本架构
v3 版本架构
三、Helm 安装与配置(v3)
1. 安装 Helm v3
第一步：前往 Helm 官网下载压缩文件；
也可以直接使用以下网址进行下载，我这里使用的是 3.0.0 版本：
| 操作系统 | Helm二进制文件下载地址（v3.0.0） |
|---|---|
| macOS | https://get.helm.sh/helm-v3.0.0-darwin-amd64.tar.gz |
| linux/amd64 | https://get.helm.sh/helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz |
第二步：将压缩文件上传至我们的 Linux 系统；
第三步：解压 helm 压缩文件；
#解压文件tar -zxvf helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz解压后会有一个 linux-arm64 目录，这其中就包含了我们需要的 helm 文件；
第四步：将解压之后的 helm 目录复制或者移动到 /usr/local/bin 目录下；
#移动文件mv helm /usr/local/bin完成此四步的操作之后就可以直接在 Linux 系统中使用 helm 命令进行相关操作了，如果使用 helm 命令不报错，则说明 helm 安装成功。
2. 配置 Helm 仓库
添加仓库语法如下；
#语法helm repo add 仓库名称 仓库地址#eg：#添加微软仓库helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts#添加阿里云仓库helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts仓库成功添加之后可以使用 helm repo list 命令查看已有仓库；
四、使用 Helm 快速部署应用
在这里我们以部署可视化工具 weave 为例。
第一步：使用命令搜索应用 weave；
helm search repo weave
第二步：根据搜索到的内容选择安装；
#安装helm install ui stable/weave-scope这里选择的是微软源的 weave-scope 进行安装，如果在安装过程中报错那就换一个源；
安装成功就可以使用命令 helm list 查看了；
接下来使用 kubectl get pods 和 kubectl get svc 就可以看到我们安装的 weave 相关内容和对外暴露端口；
第三步：可以看到此时并未对外暴露端口，所以我们需要修改 service 中的 yaml 文件，将 type 值改为 NodePort，使用命令 kubectl edit svc ui-weave-scope；
修改过后再次查看 svc，此时已有端口暴露；
五、自定义 Chart 部署应用
我们在这里以部署自定义应用 myweb1 为例。
第一步：创建一个chart；
helm create mychart创建成功会自动生成一个 mychart 目录(其实也就是一个模板)；
在生成的目录中有以下几部分：
| 文件 | 含义 |
|---|---|
| charts | 一个普通的空文件，一般也不会写入内容 |
| Chart.yaml | 当前 chart 属性的配置信息 |
| templates | 自己定义的 yaml 文件存于此 |
| values.yaml | 定义 yaml 文件的全局配置 |
第二步：进入 templates 目录，创建 deployment. yaml 文件；
[root@master mychart]# cd templates/[root@master templates]# kubectl create deployment myweb1 --image=nginx --dry-run -o yaml > deployment.yamlW0906 10:18:15.827722 113157 helpers.go:535] --dry-run is deprecated and can be replaced with --dry-run=client.[root@master templates]# lsdeployment.yaml ingress.yaml serviceaccount.yaml tests_helpers.tpl NOTES.txt service.yaml查看 deployment.yaml 文件；
第四步：设置对外暴露端口，创建 service.yaml 文件；
[root@master templates]# kubectl expose deployment myweb1 --port=80 --target-port=80 --type=NodePort --dry-run -o yaml > service.yamlW0906 10:37:13.004600 126020 helpers.go:535] --dry-run is deprecated and can be replaced with --dry-run=client.[root@master templates]# lsdeployment.yaml ingress.yaml serviceaccount.yaml tests_helpers.tpl NOTES.txt service.yaml如果这里无法导出，我们就先创建一次镜像：
kubectl create deployment myweb1 --image=nginx；导出 service 后再删除此镜像：
kubectl delete deployment myweb1
查看 service.yaml 文件；
此时在 templates 目录中已有创建的两个 yaml 文件；
第五步：回到 mychart 父级目录，开始安装；
[root@master linux-amd64]# helm install myweb1 mychart/安装成功后查看应用内容，应用节点与对外端口均创建成功；
myweb1 应用部署完成，此时就完成了 chart 的自定义及部署应用操作。
第六步：应用升级，每次修改 yaml 文件内容之后，我们均需对应用进行升级操作，使用如下命令。
#格式helm upgrade 自定义应用名称 目录#eg：helm upgrade myweb1 mychart/六、Helm 实现 yaml 文件高效复用
高效复用：如果若干 yaml 文件的格式和结果基本相同，只是属性值有所变化时。在使用 Helm 后，针对格式和结构基本相同的 yaml 文件就不需要一遍一遍的进行重复编写了，直接复用即可。其主要实现原理就是通过动态传递参数、动态渲染模板、动态传入参数生成 yaml 文件内容。
创建 chart 之后，目录下有一个 values.yaml 文件，基于此进行操作；
第一步：在 values.yaml 文件中定义全局变量和值；
第二步：在具体的 yaml 文件中获取定义的变量值。
原理就是以表达式的形式获取全局变量，格式为：{{ .Values.变量名称}}
此处以修改 deployment.yaml 文件为例：
修改后如下：
apiVersion: apps/v1kind: Deploymentmetadata: creationTimestamp: null labels: app: myweb1 name: {{ .Release.Name}}-deployspec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: {{ .Values.label}} strategy: {} template: metadata: creationTimestamp: null labels: app: {{ .Values.label}} spec: containers: - image: {{ .Values.image}} name: nginx resources: {}status: {}七、Helm 的常用操作命令汇总
#查看仓库helm repo list#更新仓库helm repo update#删除仓库helm repo remove 仓库名称#搜索应用helm search repo 名称#安装应用helm install 自定义应用名称 搜索出的结果名#查看安装后的应用helm listhelm status 应用名称#创建charthelm create chart名称