K8s之Helm

发布于：2024-06-11 ⋅ 阅读:(28) ⋅ 点赞:(0)

在没使用 helm 之前，向 kubernetes 部署应用，我们要依次部署 deployment、svc 等，步骤较繁琐。 况且随着很多项目微服务化，复杂的应用在容器中部署以及管理显得较为复杂，

helm 通过打包的方式，支持发布的版本管理和控制， 很大程度上简化了 Kubernetes 应用的部署和管理。

Helm 本质就是让 K8s 的应用管理（Deployment、Service 等）可配置，可以通过类似于传递环境变量的方式能动态生成。通过动态生成 K8s 资源清单文件（deployment.yaml、service.yaml）。然后调用 Kubectl 自动执行 K8s 资源部署。

Helm 是官方提供的类似于 YUM 的包管理器，是部署环境的流程封装。

1 Helm 有三个重要的概念：Chart 、Repository 和 Release

Chart：Helm 的软件包，采用 TAR 格式。类似于 APT 的 DEB 包或者 YUM 的 RPM 包，其包含了一组定义 Kubernetes 资源相关的 YAML 文件。

Repository（仓库）：Helm 的软件仓库，Repository 本质上是一个 Web 服务器，该服务器保存了一系列的 Chart 软件包以供用户下载，并且提供了一个该 Repository 的 Chart 包的清单文件以供查询。Helm 可以同时管理多个不同的 Repository。

Release：使用 helm install 命令在 Kubernetes 集群中部署的 Chart 称为 Release。可以理解为 Helm 使用 Chart 包部署的一个应用实例。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。可以将 release 想象成应用程序发布的版本号。

总结：

Helm 安装 charts 到 Kubernetes 集群中，每次安装都会创建一个新的 release。你可以在 Helm 的 chart repositories 中寻找新的 chart。

2 Helm3 与 Helm2 的区别：

Helm2 是 C/S 架构，主要分为客户端 helm 和服务端 Tiller。在 Helm 2 中，Tiller 是作为一个 Deployment 部署在 kube-system 命名空间中，很多情况下，我们会为 Tiller 准备一个 ServiceAccount ，这个 ServiceAccount 通常拥有集群的所有权限。
用户可以使用本地 Helm 命令，自由地连接到 Tiller 中并通过 Tiller 创建、修改、删除任意命名空间下的任意资源。

在 Helm 3 中，Tiller 被移除了。新的 Helm 客户端会像 kubectl 命令一样，读取本地的 kubeconfig 文件，使用我们在 kubeconfig 中预先定义好的权限来进行一系列操作。

Helm 的官方网站 https://helm.sh/

二 Helm 部署 

1 安装 helm 

下载二进制 Helm client 安装包
https://github.com/helm/helm/tags
tar -zxvf helm-v3.6.0-linux-amd64.tar.gz
mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm
helm version

命令补全

source <(helm completion bash)

2 使用 helm 安装 Chart

3 添加常用的 chart 仓库， 

helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts
helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
helm repo add incubator https://charts.helm.sh/incubator

一般普通网络下载不下来，需要开通梯子

4 更新 charts 列表

helm repo update          
helm repo list

5 stable 仓库可用的 charts 列表

helm search repo stable

6 删除 incubator 仓库

helm repo remove incubator

7 查看 chart 信息

helm show chart stable/mysql     #查看指定 chart 的基本信息

helm show all stable/mysql		 #获取指定 chart 的所有信息

8 安装 chart

helm install my-redis bitnami/redis [-n default]   #指定 release 的名字为 my-redis，-n 指定部署到 k8s 的 namespace

helm install bitnami/redis --generate-name    #不指定 release 的名字时，需使用 –generate-name 随机生成一个名字

9 查看所有 release

helm ls 
helm list

10 查看指定的 release 状态

helm status my-redis

这里知道就行无需删除

11 删除指定的 release

helm uninstall my-redis

三 Helm 自定义模板（搭建共有）

charts 除了可以在 repo 中下载，还可以自己自定义，创建完成后通过 helm 部署到 k8s。

1 拉取 chart

mkdir /opt/helm
cd /opt/helm

helm pull stable/mysql

ls
mysql-1.6.9.tgz

tar xf mysql-1.6.9.tgz

yum install -y tree

可以看到，一个 chart 包就是一个文件夹的集合，文件夹名称就是 chart 包的名称。

2 chart 是包含至少两项内容的helm软件包：

（1）软件包自描述文件 Chart.yaml，这个文件必须有 name 和 version（chart版本） 的定义
（2）一个或多个模板，其中包含 Kubernetes 清单文件：

  • NOTES.txt：chart 的“帮助文本”，在用户运行 helm install 时显示给用户
  • deployment.yaml：创建 deployment 的资源清单文件
  • service.yaml：为 deployment 创建 service 的资源清单文件
  • ingress.yaml: 创建 ingress 对象的资源清单文件
  • _helpers.tpl：放置模板助手的地方，可以在整个 chart 中重复使用

3 创建自定义的 chart

helm create nginx
cat nginx/templates/deployment.yaml
#在 templates 目录下 yaml 文件模板中的变量（go template语法）的值默认是在 nginx/values.yaml 中定义的，只需要修改 nginx/values.yaml 的内容，也就完成了 templates 目录下 yaml 文件的配置。
比如在 deployment.yaml 中定义的容器镜像：
image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag | default .Chart.AppVersion }}"

cat nginx/values.yaml | grep repository
  repository: nginx
#以上变量值是在 create chart 的时候就自动生成的默认值，你可以根据实际情况进行修改。

4 修改 chart

vim nginx/Chart.yaml  #用来改版本的文档
apiVersion: v2
name: nginx                     #chart名字
description: A Helm chart for Kubernetes
type: application               #chart类型，application或library
version: 0.1.0                  #chart版本
appVersion: 1.16.0              #application部署版本

yaml文本修改以下列为主

vim nginx/values.yaml   #在这里也可以该版本
replicaCount: 1

image:
  repository: nginx
  pullPolicy: IfNotPresent
  tag: "latest"                #设置镜像标签

imagePullSecrets: []
nameOverride: ""
fullnameOverride: ""

serviceAccount:
  create: true
  annotations: {}
  name: ""

podAnnotations: {}

podSecurityContext: {}
  # fsGroup: 2000

securityContext: {}
  # capabilities:
  #   drop:
  #   - ALL
  # readOnlyRootFilesystem: true
  # runAsNonRoot: true
  # runAsUser: 1000

service:
  type: ClusterIP
  port: 80

ingress:
  enabled: true                 #开启 ingress
  className: ""
  annotations: {}
    # kubernetes.io/ingress.class: nginx
    # kubernetes.io/tls-acme: "true"
  hosts:
    - host: www.kgc.com         #指定ingress域名
      paths:
        - path: /
          pathType: Prefix      #指定ingress路径类型
  tls: []
  #  - secretName: chart-example-tls
  #    hosts:
  #      - chart-example.local

resources:
  limits:
    cpu: 100m
    memory: 128Mi
  requests:
    cpu: 100m
    memory: 128Mi

autoscaling:
  enabled: false
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 100
  targetCPUUtilizationPercentage: 80
  # targetMemoryUtilizationPercentage: 80

nodeSelector: {}
  

tolerations: []

affinity: {}

5 打包 chart  到此停止

helm lint nginx        #检查依赖和模版配置是否正确

helm package nginx     #打包 chart，会在当前目录下生成压缩包 nginx-0.1.0.tgz

6 部署 chart

helm install nginx ./nginx --dry-run --debug    #使用 --dry-run 参数验证 Chart 的配置，并不执行安装

helm install nginx ./nginx -n default           #部署 chart，release 版本默认为 1
或者
helm install nginx ./nginx-0.1.0.tgz

#可根据不同的配置来 install，默认是 values.yaml
helm install nginx ./nginx -f ./nginx/values-prod.yaml

helm ls   #查看
NAME 	NAMESPACE	REVISION	UPDATED                                	STATUS  	CHART      	APP VERSION
nginx	default  	1       	2022-01-18 23:43:06.170248683 +0800 CST	deployed	nginx-0.1.0	1.16.0     

kubectl get pod,svc

#用于同时列出当前默认命名空间下所有的 Pod 和 Service 资源。

7 部署 ingress 

wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/ngin0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml

kubectl apply -f mandatory.yaml
kubectl apply -f service-nodeport.yaml

kubectl get pod,svc -n ingress-nginx
#用于在名为 ingress-nginx 的命名空间中列出所有的 Pod 和 Service 资源。

kubectl get ingress   #查看域名与端口

8 添加映射去访问 

vim /etc/hosts
.....
192.168.10.21 node02 www.kgc.com

ingress 对外暴露测试一下

总结：nginx做反向代理也行；ingress对外暴露 二者均可

修改为 NodePort 访问后，升级

vim nginx/values.yaml
service:
  type: NodePort    #要变化
  port: 80          # 加端口
  nodePort: 30080

ingress:
  enabled: false   #现在ingress用不上了，可以把他们关掉

vim nginx/templates/service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: {{ include "nginx.fullname" . }}
  labels:
    {{- include "nginx.labels" . | nindent 4 }}
spec:
  type: {{ .Values.service.type }}
  ports:
    - port: {{ .Values.service.port }}
      targetPort: http
      protocol: TCP
      name: http
      nodePort: {{ .Values.service.nodePort }}        #指定 nodePort
  selector:
    {{- include "nginx.selectorLabels" . | nindent 4 }}

升级 release，release 版本加 1 

helm upgrade nginx nginx   #第一个nginx 是名称；第二个nginx是服务

kubectl get svc

该版本：vim nginx/values.yaml    vim nginx/values.yaml

根据 release 版本回滚 

helm history nginx              #查看 release 版本历史

helm rollback nginx 1           #回滚 release 到版本1

helm history nginx           #nginx release 已经回滚到版本 1

通常情况下，在配置好 templates 目录下的 kubernetes 清单文件后，后续维护一般只需要修改 Chart.yaml 和 values.yaml 即可。


在命令行使用 --set 指定参数来部署（install,upgrade）release
#注：此参数值会覆盖掉在 values.yaml 中的值，如需了解其它的预定义变量参数，可查看 helm 官方文档。
helm upgrade nginx nginx --set image.tag='1.15'

四 Helm 搭建私有仓库 

helm 可以使用 harbor 作为本地仓库，将自定义的 chart 推送至 harbor 仓库。

1 安装 harbor

#上传 harbor-offline-installer-v1.9.1.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录
cd /opt
cp docker-compose /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

tar zxf harbor-offline-installer-v1.9.1.tgz
cd harbor/

对文本进行修改 

vim harbor.yml
hostname: 192.168.11.12
harbor_admin_password: Harbor123      #admin用户初始密码
data_volume: /data                     #数据存储路径，自动创建
chart:
  absolute_url: enabled                #在chart中启用绝对url
log:
  level: info
  local:
    rotate_count: 50
    rotate_size: 200M
    location: /var/log/harbor          #日志路径
 5 hostname: 192.168.11.12
 27 harbor_admin_password: Harbor123
40 data_volume: /data
72   absolute_url: enabled

2 安装带有 Clair service 和 chart 仓库服务的 Harbor 

./install.sh --with-clair --with-chartmuseum

3 安装 push 插件 

#在线安装
helm plugin install https://github.com/chartmuseum/helm-push

#离线安装
wget https://github.com/chartmuseum/helm-push/releases/download/v0.8.1/helm-push_0.8.1_linux_amd64.tar.gz

mkdir -p ~/.local/share/helm/plugins/helm-push
tar -zxvf helm-push_0.8.1_linux_amd64.tar.gz -C ~/.local/share/helm/plugins/helm-push

helm repo ls

4 登录 Harbor WEB UI 界面，创建一个新项目 

浏览器访问：http://192.168.11.12 ，默认的管理员用户名和密码是 admin/Harbor123
点击 “+新建项目” 按钮
填写项目名称为 “chart_repo”，访问级别勾选 “公开”，点击 “确定” 按钮，创建新项目

5 添加仓库 

helm repo add harbor http://192.168.11.12/chartrepo/chart_repo --username=admin --password=Harbor123
#注：这里的 repo 的地址是<Harbor URL>/chartrepo/<项目名称>，Harbor 中每个项目是分开的 repo。如果不提供项目名称， 则默认使用 library 这个项目。

6 推送 chart 到 harbor 中 

cd /opt/helm
helm push nginx harbor

#查看 chart_repo 项目中的 Helm Charts

总结：这就是利用helm把中间件上传私有仓库 

三个概念
1 chart  helm  的软件包   tar包格式，包含定义k8s各种资源对象yamle配置文件

2 仓库  Repositoy    保存   chart的仓库

3  实例   Release   通过 helm    insta1l    部署的chart的实例

helm·命令

          helm   pull    拉取

                    push    推送

                    create   创建   chart   录

                    package  把chart日录进行打包

                    install 安装   实例名称   chart日录或者tar包    [-f·配置文件]   [-n 命名空间]    部署实例 

                    upqrade      [--set 字段=值 升级1]更新实例

                     history        查看 实例历史的记录

                     install         回滚实例的版本

                     status         查看实例状态

                     uninstall        写在实例

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