【云原生】kubernetes应用程序包管理工具Helm

Helm

• 什么是 Helm

• 安装 Helm

• 重要概念

• 使用 Helm

1 简介

官网地址: Helm

Helm是一个Kubernetes应用程序包管理工具，它允许你轻松管理和部署Kubernetes应用程序。Helm通过使用称为Charts的预定义模板来简化Kubernetes应用程序的部署和管理。Chart包含了一组Kubernetes对象定义，可以描述一个应用程序的完整部署和资源需求，包括Deployment、Service、ConfigMap、Secret等。使用Helm，你可以轻松地安装、升级、卸载和回滚Kubernetes应用程序。

同时，Helm还提供了一些便捷的功能，如依赖管理、全局变量、条件渲染等，可以帮助你更好地管理应用程序的部署。Helm有两个主要的组件：Helm客户端（helm）和Helm服务器（Tiller）。Helm客户端可以在本地运行，而Tiller则运行在Kubernetes集群中，并负责将Charts转换为Kubernetes对象。

2 安装

下载地址: Releases · helm/helm · GitHub

每个Helm 版本都提供了各种操作系统的二进制版本，这些版本可以手动下载和安装。

1. 下载 需要的版本

2. 解压(tar -zxvf helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz)

3. 在解压目录中找到helm程序，移动到需要的目录中(mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm)

4. 添加仓库: helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

5. 验证安装: helm help.

3 重要概念

• Chart 代表着 Helm 包。它包含在 Kubernetes 集群内部运行应用程序，工具或服务所需的所有资源定义。你可以把它看作是 Homebrew formula，Apt dpkg，或 Yum RPM 在Kubernetes 中的等价物。

• Repository（仓库） 是用来存放和共享 charts 的地方。它就像 Perl 的 CPAN 档案库网络 或是 Fedora 的 软件包仓库，只不过它是供 Kubernetes 包所使用的。

• Release 是运行在 Kubernetes 集群中的 chart 的实例。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 release name。

4 使用

4.1 搜索 charts

Helm 自带一个强大的搜索命令，可以用来从两种来源中进行搜索：

• helm search hub 从 Artifact Hub 中查找并列出 helm charts。 Artifact Hub中存放了大量不同的仓库。

• helm search repo 从你添加（使用 helm repo add）到本地 helm 客户端中的仓库中进行查找。该命令基于本地数据进行搜索，无需连接互联网。

4.2 安装

使用 helm install 命令来安装一个新的 helm 包。最简单的使用方法只需要传入两个参数：你命名的release名字和你想安装的chart的名称。

[root@k8s-node1 ~]# helm install nginx bitnami/nginx
NAME: nginx
LAST DEPLOYED: Wed Apr  5 07:18:04 2023
NAMESPACE: kube-system
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
CHART NAME: nginx
CHART VERSION: 13.2.34
APP VERSION: 1.23.4
​
** Please be patient while the chart is being deployed **
NGINX can be accessed through the following DNS name from within your cluster:
​
    nginx.kube-system.svc.cluster.local (port 80)
​
To access NGINX from outside the cluster, follow the steps below:
​
1. Get the NGINX URL by running these commands:
​
  NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
        Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace kube-system -w nginx'
​
    export SERVICE_PORT=$(kubectl get --namespace kube-system -o jsonpath="{.spec.ports[0].port}" services nginx)
    export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace kube-system nginx -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
    echo "http://${SERVICE_IP}:${SERVICE_PORT}"

注意: 安装chart时创建了一个新的 release 对象。上述发布被命名为 nginx。 （如果想让Helm生成一个名称，删除发布名称并使用--generate-name。）

helm 安装顺序: Helm | 使用Helm

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4.3 查看列表

你可以通过 helm list 命令看到当前部署的所有 release：

[root@k8s-node1 ~]# helm list
NAME    NAMESPACE       REVISION        UPDATED                                 STATUS          CHART           APP VERSION
nginx   kube-system     1               2023-04-05 07:34:48.421708425 -0400 EDT deployed        nginx-13.2.34   1.23.4 

4.3 查看状态

你可以使用 helm status 来追踪 release 的状态，或是重新读取配置信息：

[root@k8s-node1 ~]# helm status nginx
NAME: nginx
LAST DEPLOYED: Wed Apr  5 07:18:04 2023
NAMESPACE: kube-system
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
CHART NAME: nginx
CHART VERSION: 13.2.34
APP VERSION: 1.23.4
​
** Please be patient while the chart is being deployed **
NGINX can be accessed through the following DNS name from within your cluster:
​
    nginx.kube-system.svc.cluster.local (port 80)
​
To access NGINX from outside the cluster, follow the steps below:
​
1. Get the NGINX URL by running these commands:
​
  NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
        Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace kube-system -w nginx'
​
    export SERVICE_PORT=$(kubectl get --namespace kube-system -o jsonpath="{.spec.ports[0].port}" services nginx)
    export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace kube-system nginx -o jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')
    echo "http://${SERVICE_IP}:${SERVICE_PORT}"

4.4 卸载

[root@k8s-node1 ~]# helm uninstall nginx
release "nginx" uninstalled

5 安装自定义 Chart

上述安装方式只会使用 chart 的默认配置选项。很多时候，我们需要自定义 chart 来指定我们想要的配置。

5.1 拉取自定义的 chart

[root@k8s-node1 ~]# helm create app

注意: 当前目录中会出现一个 nginx-xxx.tgz 文件 这个文件就是 charts 的包。

5.2 查看 chart 目录结构

app/
  Chart.yaml
  values.yaml
  charts/
  templates/
  ...

• templates/ 目录包括了模板文件。当Helm评估chart时，会通过模板渲染引擎将所有文件发送到templates/目录中。 然后收集模板的结果并发送给Kubernetes。

• values.yaml 文件也导入到了模板。这个文件包含了chart的 默认值 。这些值会在用户执行helm install 或 helm upgrade时被覆盖。

• Chart.yaml 文件包含了该chart的描述。你可以从模板中访问它。charts/目录 可以 包含其他的chart(称之为 子chart)。

5.3 自定义模板

$ rm -rf mychart/templates/*

• 编写 namespace.yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: {
   
   { .Chart.Name }}
  namespace: {
   
   { .Values.namespace }}

• 编写 deployment.yml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {
   
   { .Chart.Name}}
  namespace: {
   
   {.Values.namespace}}
  labels:
    app: {
   
   { .Chart.Name}}
spec:
  replicas: {
   
   { .Values.replicas }}
  template:
    metadata:
      name: {
   
   { .Chart.Name}}
      labels:
        app: {
   
   { .Chart.Name}}
    spec:
      containers:
        - name: {
   
   { .Chart.Name}}
          image: {
   
   { .Values.image}}
          imagePullPolicy: {
   
   {.Values.imagePullPolicy}}
          ports:
            - containerPort: {
   
   {.Values.containerPort}}
      restartPolicy: {
   
   { .Values.restartPolicy }}
  selector:
    matchLabels:
      app: {
   
   { .Chart.Name}}

• 编写 service.yml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: {
   
   {.Chart.Name}}
  namespace: {
   
   {.Values.namespace}}
spec:
  selector:
    app: {
   
   {.Chart.Name}}
  ports:
    - port: {
   
   {.Values.service.port}}
      targetPort: {
   
   {.Values.containerPort}}
  type: {
   
   { .Values.service.type }}

• 编写 Chart.yml

apiVersion: v2
name: app
description: A Helm chart for Kubernetes
# A chart can be either an 'application' or a 'library' chart.
#
# Application charts are a collection of templates that can be packaged into versioned archives
# to be deployed.
#
# Library charts provide useful utilities or functions for the chart developer. They're included as
# a dependency of application charts to inject those utilities and functions into the rendering
# pipeline. Library charts do not define any templates and therefore cannot be deployed.
type: application
​
# This is the chart version. This version number should be incremented each time you make changes
# to the chart and its templates, including the app version.
# Versions are expected to follow Semantic Versioning (https://semver.org/)
version: 0.1.0
​
# This is the version number of the application being deployed. This version number should be
# incremented each time you make changes to the application. Versions are not expected to
# follow Semantic Versioning. They should reflect the version the application is using.
# It is recommended to use it with quotes.
appVersion: "1.16.0"

• 编写 values.yaml

replicas: 1
namespace: app
image: nginx:1.19
imagePullPolicy: IfNotPresent
restartPolicy: Always
containerPort: 80
​
service:
  port: 80
  type: ClusterIP

5.4 验证是否存在错误

$ helm lint app

5.5 打包自定义 chart

$ helm package app

5.6 安装 chart

$ helm install app myapp-1.tgz