Linux Kubernetes Helm

Kubernetes 应用包管理器 Helm 保姆级中文简明教程

Posted by Mike on 2021-09-30

Helm 是查找、分享和使用软件构建 Kubernetes 的最优方式！

Helm 帮助您管理 Kubernetes 应用 —— Helm 图表，即使是最复杂的 Kubernetes 应用程序，都可以帮助您定义，安装和升级。图表 Chart 易于创建、发版、分享和发布，所以停止复制粘贴，开始使用 Helm 吧。

  • Helm 是什么?
  • Kubernetes 包管理器，可以简单理解为 apt 或 yml 工具。

工具特性

Helm 是 CNCF 的毕业项目，由 Helm 社区维护。

  • 复杂性管理

即使是最复杂的应用，图表 Charts 依然可以描述， 提供使用单点授权的可重复安装应用程序。

  • 易于升级

随时随地升级和自定义的钩子消除您升级的痛苦。

  • 分发简单

图表 Charts 很容易在公共或私有化服务器上发版，分发和部署站点。

  • 回滚

使用 helm rollback 可以轻松回滚到之前的发布版本。

安装使用

工具安装提供多种安装方式

https://helm.sh/zh/docs/topics/plugins/

  • [1] 获取 Helm 工具 - 包管理器安装
    • 安装完成后，解压二进制包并添加到 PATH，就可以使用了！
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# homebrew(macOS)
$ brew install helm

# Chocolatey(Windows)
$ choco install kubernetes-helm

# Apt(Debian/Ubuntu)
$ curl https://baltocdn.com/helm/signing.asc | sudo apt-key add -
$ sudo apt-get install apt-transport-https --yes
$ echo "deb https://baltocdn.com/helm/stable/debian/ all main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/helm-stable-debian.list
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install helm
  • [2] 获取 Helm 工具 - 使用脚本安装
    • Helm 现在有个安装脚本可以自动拉取最新的 Helm 版本并在本地安装！
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# 直接执行安装
$ curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash
  • [3] 获取 Helm 工具 - 二进制版本安装
    • 每个 Helm 版本都提供了各种操作系统的二进制版本！
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# 下载需要的版本
$ https://github.com/helm/helm/releases

# 解压压缩包
$ tar -zxvf helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz

# 移动到需要的目录中
$ mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm
  • [4] 获取 Charts 图表

Artifacthub

  • [5] 简单上手使用
    • 安装好了 Helm 之后，可以添加一个 chart 仓库！
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# 添加:有效的Helm-chart仓库
# 更新:确定可以拿到最新的charts列表
$ helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
$ helm repo add brigade https://brigadecore.github.io/charts
$ helm repo update

# 之后就可以查找相关的charts列表
$ $ helm search repo bitnami
NAME                      CHART VERSION      APP VERSION      DESCRIPTION
bitnami/bitnami-common    0.0.9              0.0.9            ...
bitnami/airflow           8.0.2              2.0.0            ...
bitnami/apache            8.2.3              2.4.46        ...

# 了解到这个chart的基本信息
$ helm show chart bitnami/mysql
# 获取关于该chart的所有信息
$ helm show all bitnami/mysql

# 安装对应版本服务
$ helm install bitnami/mysql --generate-name
NAME: mysql-1612624192
LAST DEPLOYED: Sat Feb  6 16:09:56 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES: ...

# 列出所有可被部署的版本
$ helm list
NAME                NAMESPACE    REVISION    STATUS      CHART          APP VERSION
mysql-1612624192    default      1           deployed    mysql-8.3.0    8.0.23

# 卸载一个版本
$ helm uninstall mysql-1612624192
release "mysql-1612624192" uninstalled

# 查看帮助信息
$ helm get -h

三大概念

Helm 安装 charts 到 Kubernetes 集群中，每次安装都会创建一个新的 release。

  • Chart
    • Chart 代表着 Helm 包。
    • 你可以把它看作是 Apt 或 Yum 在 Kubernetes 中的等价物。
    • 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。
  • Repository
    • Repository(仓库)是用来存放和共享 charts 的地方。
    • 它就像 Fedora 的软件包仓库，只不过它是供 Kubernetes 包所使用的。
  • Release
    • 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。

Helm 按照以下顺序安装资源(这里列出主要的一些)：

  • Namespace
  • NetworkPolicy
  • ResourceQuota
  • LimitRange
  • ServiceAccount
  • Secret
  • SecretList
  • ConfigMap
  • StorageClass
  • PersistentVolume
  • PersistentVolumeClaim
  • Role
  • RoleList
  • RoleBinding
  • RoleBindingList
  • Service
  • DaemonSet
  • Pod
  • ReplicationController
  • ReplicaSet
  • Deployment
  • HorizontalPodAutoscaler
  • StatefulSet
  • Job
  • CronJob
  • Ingress
  • APIService

组织架构

  1. https://helm.sh/zh/docs/topics/architecture/

常用操作

  1. https://helm.sh/zh/docs/helm/helm/
命令实例 对应功能介绍
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami 添加有效的 Helm-chart 仓库
helm repo list 查看配置的 chart 仓库
helm search repo wordpress 从添加的仓库中查找 chart 的名字
helm install happy-panda bitnami/wordpress 安装一个新的 helm 包
helm status happy-panda 来追踪展示 release 的当前状态
helm show values bitnami/wordpress 查看 chart 中的可配置选项
helm uninstall happy-panda 从集群中卸载一个 release
helm list 看到当前部署的所有 release
helm pull bitnami/wordpress 下载和查看一个发布的 chart
helm upgrade 升级 release 版本
helm rollback 恢复 release 版本

值传递方式

安装前自定义 chart

  1. https://helm.sh/zh/docs/chart_best_practices/conventions/

  2. https://helm.sh/zh/docs/chart_best_practices/values/

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。

使用 helm show values 可以查看 chart 中的可配置选项：

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$ helm show values bitnami/wordpress

image:
  registry: docker.io
  repository: bitnami/wordpress
  tag: 5.6.0-debian-10-r35
  [..]

然后，你可以使用 YAML 格式的文件覆盖上述任意配置项，并在安装过程中使用该文件。

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$ echo '{mariadb.auth.database: user0db, mariadb.auth.username: user0}' > values.yaml
$ helm install -f values.yaml bitnami/wordpress --generate-name

上述命令将为 MariaDB 创建一个名称为 user0 的默认用户，并且授予该用户访问新建的 user0db 数据库的权限。chart 中的其他默认配置保持不变。

安装过程中有两种方式传递配置数据：

  • --values (或 -f)：使用 YAML 文件覆盖配置。可以指定多次，优先使用最右边的文件。
  • --set：通过命令行的方式对指定项进行覆盖。

如果同时使用两种方式，则 --set 中的值会被合并到 --values 中，但是 --set 中的值优先级更高。在--set 中覆盖的内容会被被保存在 ConfigMap 中。可以通过 helm get values <release-name> 来查看指定 release 中 --set 设置的值。也可以通过运行 helm upgrade 并指定 --reset-values 字段来清除 --set 中设置的值。

--set 的格式和限制

--set 选项使用 0 或多个 name/value 对。最简单的用法类似于：--set name=value，等价于如下 YAML 格式：

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name: value

多个值使用逗号分割，因此 --set a=b,c=d 的 YAML 表示是：

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a: b
c: d

支持更复杂的表达式。例如，--set outer.inner=value被转换成了：

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outer:
  inner: value

列表使用花括号（{}）来表示。例如，--set name={a, b, c} 被转换成了：

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name:
  - a
  - b
  - c

从 2.5.0 版本开始，可以使用数组下标的语法来访问列表中的元素。例如 --set servers[0].port=80 就变成了：

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servers:
  - port: 80

多个值也可以通过这种方式来设置。--set servers[0].port=80,servers[0].host=example 变成了：

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servers:
  - port: 80
    host: example

如果需要在 --set 中使用特殊字符，你可以使用反斜线来进行转义；--set name=value1\,value2 就变成了：

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name: "value1,value2"

类似的，你也可以转义点  序列（英文句号）。这可能会在 chart 使用 toYaml 函数来解析 annotations，labels，和 node selectors 时派上用场。--set nodeSelector."kubernetes\.io/role"=master 语法就变成了：

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nodeSelector:
  kubernetes.io/role: master

深层嵌套的数据结构可能会很难用 --set 表达。我们希望 Chart 的设计者们在设计 values.yaml 文件的格式时，考虑到 --set 的使用。（更多内容请查看 Values 文件）

模板的使用

  1. https://helm.sh/zh/docs/howto/charts_tips_and_tricks/

  2. https://helm.sh/zh/docs/chart_best_practices/templates/

自定义开发

  1. https://helm.sh/zh/docs/topics/charts/

  2. https://helm.sh/zh/docs/chart_best_practices/pods/

  3. https://helm.sh/zh/docs/chart_template_guide/getting_started/

chart 开发指南 介绍了如何开发你自己的 chart。 但是你也可以通过使用 helm create 命令来快速开始：

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$ helm create deis-workflow
Creating deis-workflow

现在，./deis-workflow 目录下已经有一个 chart 了。你可以编辑它并创建你自己的模版。

在编辑 chart 时，可以通过 helm lint 验证格式是否正确。

当准备将 chart 打包分发时，你可以运行 helm package 命令：

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$ helm package deis-workflow
deis-workflow-0.1.0.tgz

然后这个 chart 就可以很轻松的通过 helm install 命令安装：

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$ helm install deis-workflow ./deis-workflow-0.1.0.tgz
...

打包好的 chart 可以上传到 chart 仓库中。查看 Helm chart 仓库获取更多信息。

钩子的使用

  1. https://helm.sh/zh/docs/topics/charts_hooks/

仓库的创建

  1. https://helm.sh/zh/docs/topics/chart_repository/
  2. https://helm.sh/zh/docs/topics/registries/

自动化发布

Chart 发布操作用以自动化 GitHub 的页面 Chart

新版本变化

  1. https://helm.sh/zh/docs/topics/v2_v3_migration/

参考链接

本文转载自：「 Escapelife 的博客 」，原文：https://tinyurl.com/53hjshe2 ，版权归原作者所有。欢迎投稿，投稿邮箱: editor@hi-linux.com。

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