Kubernetes 应用包管理器 Helm 对应用进行管理

K8s当中部署应用都是特定的资源组成的，这些资源可以独立于某个文件或者写到一个文件当中

为什么需要Helm

由于Kubernetes缺少对发布的应用版本管理和控制，使得部署的应用维护和更新等面临诸多的挑战，主要面临以下问题：

• 如何将这些服务作为一个整体管理？

• 这些资源文件如何高效复用？

• 不支持应用级别的版本管理

上面这种部署方式适用于服务比较少，数量比较少，不是很复杂的应用。

如何将这些服务作为一个整体管理？

K8s缺少对应用级别的管理和控制，现在做任何事情都是基于单个yml，比如修改service就打开一个文件对里面的内容进行修改。修改deployment也一样。

我们要怎么统一的管理，配置，更新这些分散的yml文件，例如怎么一键式的部署应用，上线，升级，回滚，下线。

下面是对deploy的回滚，但是这种命令是针对单个deploy完成的，不支持整个应用的回滚，这里的应用可以理解为这里涉及的所有的yml，回滚只是对deploy回滚，并不会对service等资源回滚。

Helm是一个Kubernetes的包管理工具，就像Linux下的包管理器，如yum/apt等，可以很方便的将之前打包好的yaml文件部署到kubernetes上。（就像一个模板一样，改变不同应用差异化的地方，通过传参的形式，动态的去覆盖它就可以适配多个应用的部署）

Helm有3个重要概念：

• helm：一个命令行客户端工具，主要用于Kubernetes应用chart的创建、打包、发布和管理。

• Chart：应用描述，一系列用于描述 k8s 资源相关文件的集合。（将yml组织起来）

• Release：基于Chart的部署实体，一个 chart 被 Helm 运行后将会生成对应的一个 release，将在k8s中创建出真实运行的资源对象

简而言之的好处是一个应用包可以在多个地方部署，可以部署多个应用就像一个模板一样.，只需要修改有差异的地方就行，通过传参数的形式动态修改。

Helm介绍

Helm目前有两个大版本：v2和v3

2019年11月Helm团队发布v3版本，相比v2版本最大变化是将Tiller删除，并大部分代码重构。

v2 写chart使用helm客户端部署，通过GRPC调用连接到tiller这个服务，这个服务又去连接k8s的api，然后完成相关yml的部署（需要配置rbac的权限，主要是在heml这块）

v3 和kubectl命令行一样，直接走的是kubeconfig的配置文件，直接连到apiserver去部署

使用helm很简单，你只需要下载一个二进制客户端包即可，会通过kubeconfig配置（通常$HOME/.kube/config）来连接Kubernetes。

下载Helm客户端：

wget https://get.helm.sh/helm-v3.2.4-linux-amd64.tar.gz
tar zxvf helm-v3.2.4-linux-amd64.tar.gz
mv linux-amd64/helm /usr/bin/[root@k8s-master ~]# tar xf helm-v3.2.4-linux-amd64.tar.gz
[root@k8s-master ~]# mv linux-amd64/helm /usr/bin/

Helm客户端

Helm管理应用生命周期

• helm create 制作Chart

• helm install 部署

• helm upgrade 更新

• helm rollback 回滚

• helm uninstall 卸载

Helm通过chart抽象的概念就将这些yml组织在一起了，包括后面所有的操作都是基于chart去完成的，不再只是单独的文件

Helm基本使用：制作Chart

创建chart：helm create mychart 会生成chart模板的目录结构，在上面完善修改

打包chart：helm package mychart

• Chart.yaml：用于描述这个 Chart的基本信息，包括名字、描述信息以及版本等。

[root@node1 nginxchart]# cat Chart.yaml
apiVersion: v2
name: nginxchart
description: A Helm chart for Kubernetes
type: application
version: 0.1.0
appVersion: 1.16.0

• values.yaml ：用于存储 templates 目录中模板文件中用到变量的值。（变量文件）

• charts：目录里存放这个chart依赖的所有子chart。

Templates：目录里面存放所有yaml模板文件。

• NOTES.txt ：用于介绍Chart帮助信息， helm install 部署后展示给用户。

例如：如何使用这个 Chart、列出缺省的设置等。

• _helpers.tpl：放置模板的地方，可以在整个 chart 中重复使用。

[root@k8s-master ~]# helm create mychart
Creating mychart
[root@k8s-master mychart]# ls
charts  Chart.yaml  templates  values.yaml
这是默认的几个目录

部署应用

[root@k8s-master ~]# helm install web  mychart/
NAME: web
LAST DEPLOYED: Wed Mar 10 15:22:40 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app.kubernetes.io/name=mychart,app.kubernetes.io/instance=web" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"kubectl --namespace default port-forward $POD_NAME 8080:80这些输出就是这个文件的输出
[root@k8s-master ~]# cat mychart/templates/NOTES.txt

查看发布的状态

[root@k8s-master ~]# helm list
NAME    NAMESPACE   REVISION    UPDATED                                 STATUS      CHART           APP VERSION
web     default     1           2020-12-10 22:50:12.791974185 +0800 CST    deployed    mychart-0.1.0   1.16.0

应用卸载

[root@k8s-master ~]# helm uninstall web
release "web" uninstalled
[root@k8s-master ~]# helm list
NAME    NAMESPACE   REVISION    UPDATED STATUS  CHART   APP VERSION

获取详细的信息

[root@k8s-master ~]# helm status web
NAME: web
LAST DEPLOYED: Wed Jan 20 16:04:07 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app.kubernetes.io/name=mychart,app.kubernetes.io/instance=web" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"kubectl --namespace default port-forward $POD_NAME 8080:80

使用Chart升级应用有两种方法

• --values，-f：指定YAML文件覆盖值

• --set：在命令行上指定覆盖值

注：如果一起使用，--set优先级高

--values的方式就是要覆盖values.yml里面的内容

这里面只需要写需要覆盖的字段，这个文件可以放在任意目录下，升级需要指定release的名称，这个意思就是将values里面的值覆盖mychat里面values里面的值

-set：在命令行上指定覆盖值

[root@k8s-master ~]# vim values.yml
[root@k8s-master ~]# cat values.yml
image:repository: nginxtag: "1.17"
[root@k8s-master ~]# helm upgrade -f values.yml web mychart/
Release "web" has been upgraded. Happy Helming!
NAME: web
LAST DEPLOYED: Thu Jan 21 23:10:15 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 2
NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app.kubernetes.io/name=mychart,app.kubernetes.io/instance=web" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"kubectl --namespace default port-forward $POD_NAME 8080:80
[root@k8s-master ~]# helm list
NAME    NAMESPACE   REVISION    UPDATED                                 STATUS     CHART            APP VERSION
web     default     2           2021-01-21 23:10:15.847583253 +0800 CST    deployed   mychart-0.1.0    1.16.0  [root@k8s-master ~]# kubectl get rs
NAME                     DESIRED   CURRENT   READY   AGE
web-mychart-5b58c47cd6   0         0         0       16m
web-mychart-84d9764bd5   1         1         1       6m31s

这里看到是2，因为每次升级都会加1，这里就相当于发布版本号，可以针对其版本号去回滚

上面是对镜像的升级，其他参数的升级也是一样，可以看到升级成功

这就是通过-f指定一个文件去覆盖里面已有的变量的值从而做到升级

--values，-f：指定YAML文件覆盖值

第二种方式是在命令行指定--set对版本去进行升级，这个要参照values的值去写，而不是乱写，可以看到是有层级关系，层级关系使用的话就是使用set以点的方式去引用

[root@k8s-master mychart]# cat values.yaml
image:repository: nginxpullPolicy: IfNotPresent# Overrides the image tag whose default is the chart appVersion.tag: ""
image.repository去改镜像名称
Image.tag 修改版本

[root@k8s-master ~]# helm upgrade --set image.tag=1.18 web mychart/
Release "web" has been upgraded. Happy Helming!
NAME: web
LAST DEPLOYED: Thu Jan 21 23:30:59 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 3
NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app.kubernetes.io/name=mychart,app.kubernetes.io/instance=web" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"kubectl --namespace default port-forward $POD_NAME 8080:80

上面下来你可以看到：

Helm命令行是对相关应用的部署的操作，操作对象就是我们创建的chart包，不管是安装还是升级都要带着chart包，这是helm和chart的关系
Chart包里面是有其目录组织的关系，在目录里面通过类似于变量引用的方式
内置的机制就是通过变量引用渲染这个模板，渲染之后在k8s去运行

[root@k8s-master mychart]# ls
charts  Chart.yaml  templates  values.yaml

变量通过两种方式去更新，也就是覆盖，覆盖的目的是可以将部署多个应用差异化的地方，通过变量的方式去配置。

到后面就可以部署多个应用差异化的时候去完成默认值的覆盖，从而实现部署多个应用，其实可以对其里面的任意参数进行升级。

假如你的应用出问题了需要对其回滚，那么可以使用rollback进行回滚

默认就是帮你回滚到了上一个版本

[root@k8s-master ~]# helm list
NAME    NAMESPACE   REVISION    UPDATED                                 STATUS      CHART           APP VERSION
web     default     3           2021-01-21 23:30:59.144427304 +0800 CST    deployed    mychart-0.1.0   1.16.0
[root@k8s-master ~]# helm rollback web
Rollback was a success! Happy Helming![root@k8s-master ~]# helm history web
REVISION    UPDATED                     STATUS      CHART           APP VERSION DESCRIPTION
1           Wed Jan 20 16:04:07 2021    superseded  mychart-0.1.0   1.16.0      Install complete
2           Thu Jan 21 23:10:15 2021    superseded  mychart-0.1.0   1.16.0      Upgrade complete
3           Thu Jan 21 23:30:59 2021    superseded  mychart-0.1.0   1.16.0      Upgrade complete
4           Thu Jan 21 23:48:25 2021    deployed    mychart-0.1.0   1.16.0      Rollback to 2

如果你想要查看之前版本部署的信息

[root@k8s-master ~]# helm get all web --revision 1

指定回滚到指定版本

[root@k8s-master ~]# helm rollback web 1

安装local-static-provisioner

* 安装`local-static-provisioner`#下载git clone https://github.com/kubernetes-sigs/sig-storage-local-static-provisioner.gitcd sig-storage-local-static-provisioner#修改以下配置vi helm/provisioner/values.yaml66 classes:67 - name: fast-disks70   hostDir: /data/pgdata76   volumeMode: Filesystem81   fsType: xfs116   image: quay.io/external_storage/local-volume-provisioner:v2.4.0#安装helm install localprovi . -n kube-system#检查pod及pv状态kubectl get po -n kube-system -l app.kubernetes.io/name=provisionerNAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGElocalprovi-provisioner-h4sc4   1/1     Running   0          5h39mlocalprovi-provisioner-mkl2t   1/1     Running   0          5h39mlocalprovi-provisioner-vf274   1/1     Running   0          5h39m```

Chart模板的复用

[root@k8s-master ~]# helm install web2 mychart
NAME: web2
LAST DEPLOYED: Fri Jan 22 00:00:49 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app.kubernetes.io/name=mychart,app.kubernetes.io/instance=web2" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"kubectl --namespace default port-forward $POD_NAME 8080:80
[root@k8s-master ~]# helm list
NAME    NAMESPACE   REVISION    UPDATED                                 STATUS      CHART           APP VERSION
web     default     4           2021-01-21 23:48:25.024165124 +0800 CST    deployed    mychart-0.1.0   1.16.0
web2    default     1           2021-01-22 00:00:49.666441668 +0800 CST    deployed    mychart-0.1.0   1.16.0

这个相当于使用一个镜像启动多个容器一样

[root@k8s-master ~]# helm install web3 --set image.repository=httpd --set image.tag=latest  mychart
NAME: web3
LAST DEPLOYED: Fri Jan 22 00:05:22 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app.kubernetes.io/name=mychart,app.kubernetes.io/instance=web3" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"kubectl --namespace default port-forward $POD_NAME 8080:80

[root@k8s-master ~]# helm list
NAME    NAMESPACE   REVISION    UPDATED                                 STATUS      CHART           APP VERSION
web     default     4           2021-01-21 23:48:25.024165124 +0800 CST    deployed    mychart-0.1.0   1.16.0
web2    default     1           2021-01-22 00:00:49.666441668 +0800 CST    deployed    mychart-0.1.0   1.16.0
web3    default     1           2021-01-22 00:05:22.335360998 +0800 CST    deployed    mychart-0.1.0   1.16.0

可以看到一个模板部署多个应用，通过变量的方式去覆盖

[root@k8s-master ~]# helm uninstall web
release "web" uninstalled[root@k8s-master ~]# helm uninstall web2
release "web2" uninstalled[root@k8s-master ~]# helm uninstall web3
release "web3" uninstalled[root@k8s-master ~]# helm list
NAME    NAMESPACE   REVISION    UPDATED STATUS  CHART   APP VERSION

当使用helm的时候就会将里面的yml清单与values里面的值做一个整合，整合之后就相当于动态渲染之后的结果，动态差异化的地方写到values里面。