k8s Helm3部署和使用

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一、Helm 介绍

没有使用Helm之前，在Kubernetes部署应用，我们要依次部署deployment、service等，步骤比较繁琐。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，能动态生成。通过动态生成K8S资源清单文件（deployment.yaml、service.yaml）。然后kubectl自动调用K8S资源部署。

Helm是官方提供类似于YUM的包管理，是部署环境的流程封装，Helm有三个重要的概念：chart、release和Repository

  • chart是创建一个应用的信息集合，包括各种Kubernetes对象的配置模板、参数定义、依赖关系、文档说明等。可以将chart想象成apt、yum中的软件安装包。
  • release是chart的运行实例，代表一个正在运行的应用。当chart被安装到Kubernetes集群，就生成一个release。chart能多次安装到同一个集群，每次安装都是一个release【根据chart赋值不同，完全可以部署出多个release出来】。
  • Repository用于发布和存储 Chart 的存储库。

Helm包含两个组件：Helm客户端和Tiller服务端，如下图所示：

图片1

Helm 客户端 负责 chart 和 release 的创建和管理以及和 Tiller 的交互。
Tiller 服务端 运行在 Kubernetes 集群中，它会处理Helm客户端的请求，与 Kubernetes API Server 交互（在heml3中已弃用 Tiller）。
KubeAPI 将数据、资源得生成写入到 etcd ，被 kubelet 接受并创建。

二、Helm 部署

Helm由客户端命令helm工具和服务端tiller组成。

部署前可以前往help官网查看 Helm支持的 Kubernetes 版本 （不推荐将Helm用于比编译它所依赖的版本更高的Kubernetes版本，因为Helm并没有做出任何向前兼容的保证）。

2.1 安装 helm

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[root@czz ~]# wget https://get.helm.sh/helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz
[root@czz ~]# tar xf helm-v3.8.1-linux-amd64.tar.gz
[root@czz ~]# mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm

或使用脚本安装

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curl -fsSL -o get_helm.sh https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/master/scripts/get-helm-3
chmod 700 get_helm.sh
./get_helm.sh

2.2 验证 helm

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[root@czz ~]# helm version
version.BuildInfo{Version:"v3.8.1", GitCommit:"5cb9af4b1b271d11d7a97a71df3ac337dd94ad37", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.17.5"}

三、使用 helm 部署应用

3.1 使用 helm 源部署

3.1 添加 chart 源

准备好 helm 后，需要添加 helm 源数据仓库。有以下几个常见的源库

https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com/ helm官网 chart 库，稳定
https://apphub.aliyuncs.com 阿里云chart 库，速度最快

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[root@czz ~]# helm repo add aliyun https://apphub.aliyuncs.com
"aliyun" has been added to your repositories

3.2 安装一个 Helm 应用

查看想要安装的服务

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[root@czz ~]# helm search repo nginx
NAME                           	CHART VERSION	APP VERSION         	DESCRIPTION
aliyun/nginx                   	5.1.5        	1.16.1              	Chart for the nginx server
aliyun/nginx-ingress           	1.30.3       	0.28.0              	An nginx Ingress controller that uses ConfigMap...
aliyun/nginx-ingress-controller	5.3.4        	0.29.0              	Chart for the nginx Ingress controller
aliyun/nginx-lego              	0.3.1        	                    	Chart for nginx-ingress-controller and kube-lego
aliyun/nginx-php               	1.0.0        	nginx-1.10.3_php-7.0	Chart for the nginx php server

使用helm安装服务

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[root@czz ~]# helm install nginx aliyun/nginx

[root@czz ~]# kubectl get pod,svc
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-99fcdd97b-g5xxz   1/1     Running   0          15m

NAME                 TYPE           CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
service/kubernetes   ClusterIP      10.10.0.1     <none>        443/TCP                      3d16h
service/nginx        LoadBalancer   10.10.18.28   <pending>     80:30418/TCP,443:32580/TCP   15m

使用 helm status 跟踪发布状态或重新读取配置信息

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[root@czz ~]# helm status nginx
NAME: nginx
LAST DEPLOYED: Tue Mar 22 10:47:59 2022
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
Get the NGINX URL:

  NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
        Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace default -w nginx'

  export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace default nginx --template "{{ range (index .status.loadBalancer.ingress 0) }}{{.}}{{end }}")
  echo "NGINX URL: http://$SERVICE_IP/"

3.3 升级一个 helm 应用

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[root@czz ~]# helm upgrade nginx aliyun/nginx

也可以指定命名空间和它的taz包
[root@czz ~]# helm upgrade --install --force hello-world ./hello.tgz --namespace default

3.4 回滚一个 Helm 应用

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向上归滚一个版本
[root@czz ~]# helm rollback nginx 1

3.5 卸载一个 Helm 应用

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[root@czz ~]# helm uninstall nginx -ndefault

3.2 使用 helm 构建应用

3.2.1 建立一个 helm charts

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[root@czz ~]# helm create hello-world

[root@czz ~]# ls hello-world/
charts  Chart.yaml  templates  values.yaml
  • Chart.yaml 用于描述这个Chart的相关信息，包括名字、描述信息以及版本等。
    仅仅是一些简单的文本描述
  • values.yaml 用于存储 templates 目录中模板文件中用到变量的值。
  • NOTES.txt 用于介绍 Chart 部署后的一些信息，例如：如何使用这个 Chart、列出缺省的设置等。
  • Templates 目录下是 YAML 文件的模板，该模板文件遵循 Go template 语法。

Templates 目录下 YAML 文件模板的值默认都是在 values.yaml 里定义的，比如在 deployment.yaml 中定义的容器镜像。

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image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"

其中的 .Values.image.repository 的值就是在 values.yaml 里定义的 nginx，.Values.image.tag 的值就是 stable。
以上两个变量值是在 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。实际上都是静态文本,只在是执行的时候才被解析.

3.2.2 构建一个 helm 应用

打开 Chart.yaml，可以看到内容如下，配置名称和版本

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[root@czz ~]#  cat hello-world/Chart.yaml |grep -Ev "^#|^$"
apiVersion: v2
name: hello-world
description: A Helm chart for Kubernetes
type: application
version: 0.1.0
appVersion: "1.16.0"

编辑 values.yaml，它默认会在 Kubernetes 部署一个 Nginx。下面是 mychart 应用的 values.yaml 文件的内容：

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[root@czz ~]# cat hello-world/values.yaml
# Default values for hello-world.
# This is a YAML-formatted file.
# Declare variables to be passed into your templates.

replicaCount: 1

image:
  repository: nginx
  pullPolicy: IfNotPresent
  # Overrides the image tag whose default is the chart appVersion.
  tag: ""

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

serviceAccount:
  # Specifies whether a service account should be created
  create: true
  # Annotations to add to the service account
  annotations: {}
  # The name of the service account to use.
  # If not set and create is true, a name is generated using the fullname template
  name: ""

podAnnotations: {}

podSecurityContext: {}
  # fsGroup: 2000

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

service:
  type: ClusterIP
  port: 80

ingress:
  enabled: false
  className: ""
  annotations: {}
    # kubernetes.io/ingress.class: nginx
    # kubernetes.io/tls-acme: "true"
  hosts:
    - host: chart-example.local
      paths:
        - path: /
          pathType: ImplementationSpecific
  tls: []
  #  - secretName: chart-example-tls
  #    hosts:
  #      - chart-example.local

resources: {}
  # We usually recommend not to specify default resources and to leave this as a conscious
  # choice for the user. This also increases chances charts run on environments with little
  # resources, such as Minikube. If you do want to specify resources, uncomment the following
  # lines, adjust them as necessary, and remove the curly braces after '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: {}

3.2.3 检查模块配置

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[root@czz ~]# helm lint hello-world/

3.2.4 部署 helm 本地应用

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[root@czz ~]# helm install hello ./hello-world
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