kubernetes系列：（三）、helm的安装和使用

一、helm简介

kubernetes : 解决了容器维护的难题，通过yaml编写，比如deployment，job，statefulset、configmap等等，通过控制循环，让容器镜像便于管理，集群维护难度大减（google 15年生产负载经验，每周维护数十亿容器）

管理应用过程中，维护一系列yaml文件，学习成本有点高。

所以Helm来了，Helm 定义了一套 Chart 格式来描述一个应用。打个比方，一个安卓程序打包成 APK 格式，就可以安装到任意一台运行安卓系统的手机上。如果我们把 kubernetes 比做安卓系统，kubernetes 应用比做安卓程序，那么 Chart 就可以比做 APK。这也意味着，kubernetes 应用只要打包成 Chart，就可以通过 Helm 部署到任意一个 kubernetes 集群上。

Helm 社区已经维护了一个官方 Helm Hub，我们可以直接使用别人已经做好的 Helm Chart，如下图，通过helm能更简单的管理比较复杂的应用程序。

所以对于我们来说：

面向java编程：java文件

面向docker编程：dockerfile

面向kubernetes编程：yaml

面向helm编程：chart

二、helm部署

helm现在最新版本是Helm v3.0.0-alpha.2 ，是大版本更新，不需要安装服务端组件 Tiller。

1. 下载

　github下载release版本：博主下载的是amd64 具体可以通过 lsb_release -a 查看系统版本

2. 安装

# 解压文件
tar -zxvf helm-v3.0.0-alpha.2-linux-amd64.tar.gz

# 拷贝 helm 指令放到bin目录下
cp linux-amd64/helm  /usr/local/bin/

# 验证
helm help

3. 初始化

helm init

4. 常用命令介绍

# 查找
helm search nginx 

# 安装
helm install

三、试做一个hello-world

1. 创建my-hello-world的chart

# 在文件夹下，执行命令
helm create my-hello-world

对应文件夹下下出现my-hello-world子目录，就是helm自动生成的空chart，这个chart里的名称是my-hello-world。

需要注意的是，Chart里面的my-hello-world名称需要和生成的Chart文件夹名称一致。如果修改my-hello-world，则需要做一致的修改。

在根目录下的Chart.yaml文件内，声明了当前Chart的名称、版本等基本信息，这些信息会在该Chart被放入仓库后，供用户浏览检索。

# 进入文件夹
[root@cbov10-sso55-113 kubernetes]# cd my-hello-world/
[root@cbov10-sso55-113 my-hello-world]# ll
total 8
drwxr-x--- 2 root root    6 Aug 21 15:52 charts
-rw-r----- 1 root root  912 Aug 21 15:52 Chart.yaml
drwxr-x--- 2 root root  106 Aug 21 15:52 templates
-rw-r----- 1 root root 1067 Aug 21 15:52 values.yaml

templates目录下，存kubernetes相关的yaml文件，如下:deployment.yaml，service.yaml

[root@cbov10-sso55-113 my-hello-world]# cd templates/
[root@cbov10-sso55-113 templates]# ll
total 20
-rw-r----- 1 root root 1357 Aug 21 15:52 deployment.yaml
-rw-r----- 1 root root 1457 Aug 21 15:52 _helpers.tpl
-rw-r----- 1 root root  910 Aug 21 15:52 ingress.yaml
-rw-r----- 1 root root 1320 Aug 21 15:52 NOTES.txt
-rw-r----- 1 root root  430 Aug 21 15:52 service.yaml

2.Chart说明和配置

Helm Chart对于应用的打包，不仅仅是将Deployment和Service以及其它资源整合在一起。我们看到deployment.yaml和service.yaml文件被放在templates/文件夹下，相较于原生的Kubernetes配置，多了很多渲染所用的可注入字段。比如在deployment.yaml的spec.replicas 中，使用的是 .Values.replicaCount 而不是Kubernetes本身的静态数值。这个用来控制应用在Kubernetes上应该有多少运行副本的字段，在不同的应用部署环境下可以有不同的数值，而这个数值便是由注入的 Values 提供。

在根目录下我们看到有一个values.yaml文件，这个文件提供了应用在安装时的默认参数。在默认的Values中，我们看到 replicaCount: 1说明该应用在默认部署的状态下只有一个副本。

为了使用我们要部署应用的镜像，我们看到deployment.yaml里在 spec.template.spec.containers 里，image和imagePullPolicy都使用了Values中的值。其中image字段由 .Values.image.repository 和 .Chart.AppVersion 组成。看到这里，同学们应该就知道我们需要变更的字段了，一个是位于values.yaml内的 image.repository ，另一个是位于Chart.yaml里的 AppVersion 。我们将它们与我们需要部署应用的docker镜像匹配起来。

这里我们把values.yaml里的 image.repository 设置成somefive/hello-world，把Chart.yaml里的 AppVersion 设置成1.0.0即可。

类似的，我们可以查看service.yaml内我们要部署的服务，其中的主要配置也在values.yaml中。默认生成的服务将80端口暴露在Kubernetes集群内部。我们暂时不需要对这一部分进行修改。

由于部署的hello-world服务会从环境变量中读取USERNAME环境变量，我们将这个配置加入deployment.yaml。相关部分如下：

- name: {{ .Chart.Name }}
  image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Chart.AppVersion }}"
  imagePullPolicy: {{ .Values.image.pullPolicy }}
  env:
    - name: USERNAME
      value: {{ .Values.Username }}

现在我们的deployment.yaml模版会从values.yaml中加载Username字段，因此相应的，我们也在values.yaml中添加Username: AppHub。

3.打包使用

完成上述配置后，我们可以使用

helm lint --strict my-hello-world

进行格式检查。显示

1 chart(s) linted, 0 chart(s) failed
    [INFO] Chart.yaml: icon is recommended

表示正常

接下来，我们运行

helm package my-hello-world

指令对我们的Chart文件夹进行打包。现在我们就得到了 my-hello-world-0.1.0.tgz 的Chart包。到这一步我们的Chart便已经完成了。

之后，运行

helm install my-hello-world-chart-test my-hello-world-0.1.0.tgz

来将本地的chart安装到my-hello-world-chart-test的Release中。运行 kubectl get pods 我们可以看到要部署的pod已经处于运行状态

NAME                                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
my-hello-world-chart-test-65d6c7b4b6-ptk4x   1/1     Running   0          4m3s

运行

  kubectl port-forward my-hello-world-chart-test-65d6c7b4b6-ptk4x 8080:80

后，就可以直接在本地运行

curl localhost:8080

看到 Hello AppHub 了！

4.进阶使用

上述提到values.yaml只是Helm install参数的默认设置，我们可以在安装Chart的过程中使用自己的参数覆盖。比如我们可以运行

helm install my-hello-world-chart-test2 my-hello-world-0.1.0.tgz --set Username="Cloud Native"

来安装一个新Chart。同样运行

kubectl port-forward

进行端口映射，这时可以得到 Hello Cloud Native。用 kubectl get pod -owide 命令也可以，如下图

我们注意到在安装Chart指令运行后，屏幕的输出会出现

NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:
  export POD_NAME=$(kubectl get pods -l "app=my-hello-world,release=my-hello-world-chart-test2" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")
  echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"
  kubectl port-forward $POD_NAME 8080:80

这里的注释是由Chart中的 templates/NOTES.txt，提供的。我们注意到原始的NOTES中，所写的

"app={{ template "my-hello-world.name" . }},release={{ .Release.Name }}"

和我们的deployment.yaml中所写的配置不太一样。我们可以把它改成

"app.kubernetes.io/name={{ template "my-hello-world.name" . }},app.kubernetes.io/instance={{ .Release.Name }}"

，将values.yaml中的version更新成0.1.1。然后重新打包Chart（运行helm package）。得到新的my-hello-world-0.1.1.tgz之后，重新安装Chart（运行

helm install my-hello-world-chart-test3 my-hello-world-0.1.1.tgz --set Username="New Chart"

），就能看到更新过后的NOTES了。

NAME: my-hello-world-chart-test3
LAST DEPLOYED: 2019-07-10 14:02:55.321468411 +0800 CST m=+0.091032750
NAMESPACE: default
STATUS: deployed

NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:
  export POD_NAME=$(kubectl get pods -l "app.kubernetes.io/name=my-hello-world,app.kubernetes.io/instance=my-hello-world-chart-test3" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")
  echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"
  kubectl port-forward $POD_NAME 8080:80

5.其他

Helm Chart还有诸如dependency等其他功能，更加详细的资料可以参考Helm官方文档的相关章节。

参考

1.阿里云 helm chart 创作指南

2.helm官网（3.0版本的doc）

【倒计时 6 天!云原生应用大赛火热报名中】9月2日前，使用任意语言开发一个可以被容器化、运行在 K8s 上的应用，并把该应用做成 Helm Charts 格式提交即可参赛！苹果 Airpods，Cherry键盘、天猫精灵等丰厚礼品等你拿！

还来得及，加油。

感谢您的观看和支持。

如有疏漏请及时联系。感谢