kubernetes实践之五十二：Helm

一：简介
在Kubernetes上进行容器化部署并非易事，通常需要先研究Docker镜像的运行需求，环境变量等内容，并能为这些容器定制存储，网络等设备，最后设计和编写Deployment,Configmap,Service及Ingress等相关yaml配置文件，再提交给Kubernetes进行部署。这些复杂的过程将逐步被Helm应用包管理工具实现。

Helm是一个由CNCF孵化和管理的项目，用于对需要在Kubernetes上部署复杂应用进行定义，安装和更新。Helm以Chart的方式对应用软件信息描述，可以方便地创建，版本化，共享和发布复杂的应用软件。

二：Helm的主要概念
1. Chart:是Helm管理的安装包，里面包含需要部署的安装包资源。类似于yum中的rpm文件。每个Chart包含下面两部分：包的基本描述文件Chart.yaml放在templates目录中的一个或多个Kubernetes manifest文件模板。
2.Release:在Kubernetes集群上运行的一个Chart实例。在同一个集群上，一个Chart可以安装多次。例如一个MySQL Chart，如果想在服务器上运行两个MySQL数据库，就可以基本这个Chart安装两次。每次安装都会生成新的Release,会有独立的Release名称。
3.Repository: 用于存放和共享Chart的仓库。


三：Helm的安装

1.Helm由两部分组成，客户端helm和服务的tiller.

2.客户端helm的安装

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 curl https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/helm/master/scripts/get > get_helm.sh

 chmod 755 get_helm.sh

 ./get_helm.sh

在执行get_helm.sh脚本的过程中，如果无法获取helm安装包，可以提前通过https://github.com/kubernetes/helm/releases下载当前最新稳定版本的安装包到当前目录，再执行get_helm.sh文件。    这里使用的是helm-v2.9.1-linux-amd64.tar.gz。

3.客户端tiller安装

创建serviceaccount和clusterrolebinding

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 kubectl create serviceaccount --namespace kube-system tiller

 kubectl create clusterrolebinding tiller-cluster-rule --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:tiller

安装tiller

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 helm init -i registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/tiller:v2.9.1

为tiller设置serviceaccount

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 kubectl patch deploy --namespace kube-system tiller-deploy -p '{"spec":{"template":{"spec":{"serviceAccount":"tiller"}}}}'

检查是否安装成功

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 kubectl -n kube-system get pods|grep tiller

 tiller-deploy-59c7578f9b-qqwpm 1/1 Running 0 17h

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 helm version

 Client: &version.Version{SemVer:"v2.9.1", GitCommit:"20adb27c7c5868466912eebdf6664e7390ebe710", GitTreeState:"clean"}
 Server: &version.Version{SemVer:"v2.9.1", GitCommit:"20adb27c7c5868466912eebdf6664e7390ebe710", GitTreeState:"clean"}

四：Helm的使用

1.helm search: 搜索可用的Chart
Helm初始化完成之后，默认配置为使用官方的Kubernetes Chart仓库。官方仓库包含大量的经过组织和持续维护的Chart,这个仓库通常命名为stable。
可以用helm inspect 命令查看Chart的详细信息。

2.helm create:创建一个chart
helm create nginx

templates目录下的deployment.yaml是部署应用的yaml文件，其中的双?括号包扩起来的部分是Go template，其中的Values是在 values.yaml ?件中定义。

a. charts目录中是本chart依赖的chart，当前是空的
b. Chart.yaml这个yaml文件用于描述Chart的基本信息，如名称版本等
c. templates是Kubernetes manifest文件模板目录，模板使用chart配置的值生成Kubernetes manifest文件。模板文件使用的Go语言模板语法
d. templates/NOTES.txt 纯文本文件，可在其中填写chart的使用说明
e. value.yaml 是chart配置的默认值

3.  helm install –dry-run –debug ./: 验证模板和配置

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 [debug] Created tunnel using local port: '44785'

 [debug] SERVER: "127.0.0.1:44785"

 [debug] Original chart version: ""
 [debug] CHART PATH: /root/helm/nginx

 NAME: listless-blackbird
 REVISION: 1
 RELEASED: Wed Jun 6 10:00:49 2018
 CHART: nginx-0.1.0
 USER-SUPPLIED VALUES:
 {}

 COMPUTED VALUES:
 affinity: {}
 image:
   pullPolicy: IfNotPresent
   repository: nginx
   tag: stable
 ingress:
   annotations: {}
   enabled: false
   hosts:
   - chart-example.local
   path: /
   tls: []
 nodeSelector: {}
 replicaCount: 1
 resources: {}
 service:
   port: 80
   type: ClusterIP
 tolerations: []

 HOOKS:
 MANIFEST:

 ---
 # Source: nginx/templates/service.yaml
 apiVersion: v1
 kind: Service
 metadata:
   name: listless-blackbird-nginx
   labels:
     app: nginx
     chart: nginx-0.1.0
     release: listless-blackbird
     heritage: Tiller
 spec:
   type: ClusterIP
   ports:
     - port: 80
       targetPort: http
       protocol: TCP
       name: http
   selector:
     app: nginx
     release: listless-blackbird
 ---
 # Source: nginx/templates/deployment.yaml
 apiVersion: apps/v1beta2
 kind: Deployment
 metadata:
   name: listless-blackbird-nginx
   labels:
     app: nginx
     chart: nginx-0.1.0
     release: listless-blackbird
     heritage: Tiller
 spec:
   replicas: 1
   selector:
     matchLabels:
       app: nginx
       release: listless-blackbird
   template:
     metadata:
       labels:
         app: nginx
         release: listless-blackbird
     spec:
       containers:
         - name: nginx
           image: "nginx:stable"
           imagePullPolicy: IfNotPresent
           ports:
             - name: http
               containerPort: 80
               protocol: TCP
           livenessProbe:
             httpGet:
               path: /
               port: http
           readinessProbe:
             httpGet:
               path: /
               port: http
           resources:
             {}

4.helm install : 安装Chart
在安装过程中，Helm客户端会输出一些有用的信息，例如Release的状态，以及额外的配置步骤等。在helm install过程中，可以使用helm status命令来跟踪release状态。

5.自定义Chart配置
a.--values 或者-f: 使用yaml配置文件进行参数配置，可以配置多个文件，最后一个优先生效。多个文件中重复的value会进行覆盖操作，不同的value会叠加生效。
b.--set: 在命令行直接设置参数
举例：
helm install stable/mariadb -f config.yaml -f config2.yaml
helm install stable/mariadb --set mariadbDatabase=firstdb,mariadbRootPassword=abcdefg

6.helm upgrade和helm rollback: 应用的更新或回滚

helm upgrade会利用用户提供的更新信息来对Release进行更新。应为Kubernetes Chart可能会有很大的规模或者相对复杂的关系，helm 会尝试进行最小影响的更新，只更新相对于上一个release来说发生变化的内容。

7.helm delete : 删除一个Release

8.helm repo : 仓库的使用
a. helm repo list : 列出所有仓库

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 NAME     URL
 stable    https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com
 local     http://127.0.0.1:8879/charts

b. helm repo add : 添加仓库

c.helm repo update : 更新仓库中的Chart信息

9.快速制作自定义的Chart
同其它软件开发过程一样，快速制作一个简单Chart的方法，就是从其它项目中复制并修改。例如我们要简单地改写前面MariaDB的Chart 令其使用本地的私有镜像仓库，可以按照如下步骤进行：
a. 下载Chart: 使用helm fetch stable/mariadb命令下载这一Chart的压缩包
b.编辑Chart
c.利用tar 解压后，将目录重新命名为mymariadb
d.修改templates中的deployment.yaml
e.将Chart.yaml 中的版本号修改为0.1.1 name为mymariadb
f.使用helm package mymariadb打包chart,并生成一个名为mymariadb-0.11.tgz的压缩包
g.安装chart 通过helm install mymariadb-0.1.1.tgz命令将新生成的Chart安装到集群当中。

10. 搭建私有Repository
Chart仓库主要由Chart压缩包和索引文件构成，通过HTTP/HTTPS 对外提供服务。
通过 helm repo index 创建索引

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