k8s之Helm初识

简介

• Helm 是 Deis 开发的一个用于 Kubernetes 应用的包管理工具，主要用来管理 Charts。有点类似于 Ubuntu 中的 APT 或 CentOS 中的 YUM。
• Helm Chart 是用来封装 Kubernetes 原生应用程序的一系列 YAML 文件。可以在你部署应用的时候自定义应用程序的一些 Metadata，以便于应用程序的分发。
• 对于应用发布者而言，可以通过 Helm 打包应用、管理应用依赖关系、管理应用版本并发布应用到软件仓库。
• 对于使用者而言，使用 Helm 后不用需要编写复杂的应用部署文件，可以以简单的方式在 Kubernetes 上查找、安装、升级、回滚、卸载应用程序。

组件及相关术语

• Helm 是一个命令行下的客户端工具。主要用于 Kubernetes 应用程序 Chart 的创建、打包、发布以及创建和管理本地和远程的 Chart 仓库。
• Tiller 是 Helm 的服务端，部署在 Kubernetes 集群中。Tiller 用于接收 Helm 的请求，并根据 Chart 生成 Kubernetes 的部署文件（ Helm 称为 Release ），然后提交给 Kubernetes 创建应用。Tiller 还提供了 Release 的升级、删除、回滚等一系列功能。
• 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
• Repoistory 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。

  注：需要注意的是：Helm 中提到的 Release 和我们通常概念中的版本有所不同，这里的 Release 可以理解为 Helm 使用 Chart 包部署的一个应用实例。

工作原理

这张图描述了 Helm 的几个关键组件 Helm（客户端）、Tiller（服务器）、Repository（Chart 软件仓库）、Chart（软件包）之间的关系。

Chart Install 过程

• Helm 从指定的目录或者 TAR 文件中解析出 Chart 结构信息。
• Helm 将指定的 Chart 结构和 Values 信息通过 gRPC 传递给 Tiller。
• Tiller 根据 Chart 和 Values 生成一个 Release。
• Tiller 将 Release 发送给 Kubernetes 用于生成 Release。

Chart Update 过程

• Helm 从指定的目录或者 TAR 文件中解析出 Chart 结构信息。
• Helm 将需要更新的 Release 的名称、Chart 结构和 Values 信息传递给 Tiller。
• Tiller 生成 Release 并更新指定名称的 Release 的 History。
• Tiller 将 Release 发送给 Kubernetes 用于更新 Release。

Chart Rollback 过程

• Helm 将要回滚的 Release 的名称传递给 Tiller。
• Tiller 根据 Release 的名称查找 History。
• Tiller 从 History 中获取上一个 Release。
• Tiller 将上一个 Release 发送给 Kubernetes 用于替换当前 Release。

Chart 处理依赖说明

• Tiller 在处理 Chart 时，直接将 Chart 以及其依赖的所有 Charts 合并为一个 Release，同时传递给 Kubernetes。因此 Tiller 并不负责管理依赖之间的启动顺序。Chart 中的应用需要能够自行处理依赖关系。

安装

• 下载二进制包 releases，然后解压将二进制包 heml,tiller 复制到 /usr/bin/ 下
• 部署 RBAC，将 rbac-config.yaml 文件保存到本地，然后执行 kubectl create -f rbac-config.yaml
• 执行 helm init -i registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/tiller:v2.12.1 --service-account tiller 进行初始化，如果已经执行过初始化，可以添加 --upgrade 选项进行再次初始化
• 注：helm init 在缺省配置下，Helm 会利用 gcr.io/kubernetes-helm/tiller 镜像在Kubernetes集群上安装配置 Tiller；并且利用 https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com 作为缺省的 stable repository 的地址。由于在国内可能无法访问 "gcr.io", "storage.googleapis.com" 等域名，阿里云容器服务为此提供了镜像站点，但是版本比较老。所以本人在 github 上使用 github pages 做了一个 charts 仓库的镜像，https://babyshen.github.io/helm-charts-mirror/
• 执行 helm version 进行验证
• helm 命令自动补全：helm completion bash > /etc/bash_completion.d/helm

基础操作

• 查找 helm search CHARTNAME
• 检查 helm inspect CHARTNAME
• 安装 helm install --name mem1 stable/memcached
• 获取状态信息 helm status mem1
• 列出 helm list [-a]
• 删除 helm delete [--purge] mem1
• 下载 helm fetch stable/redis
• 创建 helm create CHARTNAME
• 语法检测 helm lint CHARTNAME
• 打包 helm package CHARTNAME
• 显示状态 helm status NAME
• helm serve

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实例 部署 efk 日志系统

1、准备 charts

• helm fetch stable/elasticsearch
• helm fetch stable/fluentd-elasticsearch
• helm fetch stable/kibana # kibana 要和 elasticsearch 版本一致

2、解压修改各 values.yaml 配置文件

• elasticsearch/values.yaml
  • 修改 master.persistence.enabled 为 false，不启用存储卷
  • 先安装 elasticsearch ，保存结果中的地址，如 els1-elasticsearch-client.efk.svc.cluster.local
• fluentd-elasticsearch/values.yaml
  • 修改 image.repository 为 docker.io/mirrorgooglecontainers/fluentd-elasticsearch
  • 修改 elasticsearch.host 为上一步中的地址，如 els1-elasticsearch-client.efk.svc.cluster.local
• kibana/values.yaml
  • 修改 files.kibana.yml.elasticsearch.url 为 http://els1-elasticsearch-client.efk.svc.cluster.local:9200
  • 修改 service.type 为 NodePort，进行端口映射

3、安装各组件

• kubect create ns efk # 创建名称空间
• helm install --name els1 --namespace=efk -f ./elasticsearch/values.yaml stable/elasticsearch # 记录输出结果中地址，类似 els1-elasticsearch-client.efk.svc.cluster.local
• helm install --name flu1 --namespace=efk -f ./fluentd-elasticsearch/values.yaml stable/fluentd-elasticsearch
• helm install --name kib1 --namespace=efk -f ./kibana/values.yaml stable/kibana

4、访问 Kibana

• 查看端口：kubectl get svc -n efk -l app=kibana
• 访问：http://IP:Port，无账号密码

Ref

• helm github
• helm docs
• helm charts hub
• helm charts github
• kubeapps hub
• Helm 入门指南