Kubernetes的软件包管理工具：Helm3
一、概述
1.Helm是什么？
Helm 是 Kubernetes 的包管理器。包管理器类似于我们在 Ubuntu 中使用的apt、Python中的 pip 一样，能快速查找、下载和安装软件包。
2.Helm解决的痛点
在 Kubernetes中部署一个可以使用的应用，需要涉及到很多的 Kubernetes 资源的共同协作。比如你安装一个 WordPress，用到了一些 Kubernetes (下面全部简称k8s)的一些资源对象，包括 Deployment 用于部署应用、Service 提供服务发现、Secret 配置 WordPress 的用户名和密码，可能还需要 pv 和 pvc 来提供持久化服务。并且 WordPress 数据是存储在mariadb里面的，所以需要 mariadb 启动就绪后才能启动 WordPress。这些 k8s 资源过于分散，不方便进行管理。
Helm把Kubernetes资源(比如deployments、services或 ingress等) 打包到一个chart中，而chart被保存到chart仓库。通过chart仓库可用来存储和分享chart。Helm使发布可配置，支持发布应用配置的版本管理，简化了Kubernetes部署应用的版本控制、打包、发布、删除、更新等操作。
3. Helm相关组件及概念
- helm 是一个命令行工具，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。
- 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。可以理解为 Helm 使用 Chart 包部署的一个应用实例。
4.Helm原理
创建release
- helm 客户端从指定的目录或本地tar文件或远程repo仓库解析出chart的结构信息
- helm 客户端根据 chart 和 values 生成一个 release
- helm 将install release请求直接传递给 kube-apiserver
删除release
- helm 客户端从指定的目录或本地tar文件或远程repo仓库解析出chart的结构信息
- helm 客户端根据 chart 和 values 生成一个 release
- helm 将delete release请求直接传递给 kube-apiserver
更新release
- helm 客户端从指定的目录或本地tar文件或远程repo仓库解析出chart的结构信息
- helm 将收到的信息生成新的 release，并同时更新这个 release 的 history
- helm 将新的 release 传递给 kube-apiserver 进行更新
5、chart的基本结构
Helm的打包格式叫做chart，所谓chart就是一系列文件, 它描述了一组相关的 k8s 集群资源。Chart中的文件安装特定的目录结构组织, 最简单的chart 目录如下所示：
## Helm的打包格式叫做chart，所谓chart就是一系列文件, 它描述了一组相关的 k8s 集群资源。
## Chart中的文件安装特定的目录结构组织, 最简单的chart 目录如下所示：
./
├── charts
├── Chart.yaml
├── templates
│ ├── deployment.yaml
│ ├── _helpers.tpl
│ ├── ingress.yaml
│ ├── NOTES.txt
│ ├── serviceaccount.yaml
│ ├── service.yaml
│ └── tests
│ └── test-connection.yaml
└── values.yaml
- charts 目录存放依赖的chart
- Chart.yaml 包含Chart的基本信息，包括chart版本，名称等
- templates 目录下存放应用一系列 k8s 资源的 yaml 模板
- _helpers.tpl 此文件中定义一些可重用的模板片断，此文件中的定义在任何资源定义模板中可用
- NOTES.txt 介绍chart 部署后的帮助信息，如何使用chart等
- values.yaml 包含了必要的值定义（默认值）, 用于存储 templates 目录中模板文件中用到变量的值
二、安装Helm
1.安装Helm
点击下载最新版本
tar -zxvf helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz
mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm
echo "source <(helm completion bash)" >> .bashrc
2.添加常用repo
#微软仓库（http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/）这个仓库强烈推荐，基本上官网有的chart这里都有。
#阿里云仓库（https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts ）
#官方仓库（https://hub.kubeapps.com/charts/incubator）官方chart仓库，国内有点不好使。
#添加存储库：
helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts
helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
helm repo update
三、使用Helm
1.使用chart部署一个mysql
## 查找所有repo下的所有chart
helm search repo
## 查找stable这个repo下的chart mysql
helm search repo stable/mysql
## 查看chart信息：
helm show chart stable/mysql
## 安装包：
helm install db stable/mysql**
## 查看发布状态：
helm status db
2.安装前自定义chart配置选项
上面部署的mysql并没有成功，这是因为并不是所有的chart都能按照默认配置运行成功，可能会需要一些环境依赖，例如PV。
所以我们需要自定义chart配置选项，安装过程中有两种方法可以传递配置数据：
- –values（或-f）：指定带有覆盖的YAML文件。这可以多次指定，最右边的文件优先
- –set：在命令行上指定替代。如果两者都用，–set优先级高
# helm show values stable/mysql
# cat config.yaml
persistence:
enabled: true
storageClass: "managed-nfs-storage"
accessMode: ReadWriteOnce
size: 8Gi
mysqlUser: "k8s"
mysqlPassword: "123456"
mysqlDatabase: "k8s"
helm install db -f config.yaml stable/mysql
kubectl get pods
3.构建一个Helm Chart
helm create demo
#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。
#values.yaml ：用于存储 templates 目录中模板文件中用到变量的值。
#Templates： 目录里面存放所有yaml模板文件。
#charts：目录里存放这个chart依赖的所有子chart。
#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：放置模板助手的地方，可以在整个 chart 中重复使用
#创建Chart后，接下来就是将其部署：
helm install web demo/
#也可以打包推送的charts仓库共享别人使用。
helm package demo/
demo-0.1.0.tgz
4.升级、回滚和删除
## 发布新版本的chart时，或者当您要更改发布的配置时，可以使用该helm upgrade 命令。
helm upgrade --set imageTag=1.17 web demo
helm upgrade -f values.yaml web demo
## 如果在发布后没有达到预期的效果，则可以使用helm rollback回滚到之前的版本。
例如将应用回滚到第一个版本：
helm rollback web 2
## 卸载发行版，请使用以下helm uninstall命令：
helm uninstall web
## 查看历史版本配置信息
helm get --revision 1 web