【Kubernetes】Helm包管理器

2023-10-22 14:23:10

一、Helm是什么

Helm 是 Kubernetes 的包管理器，是查找、分享和使用软件构建 Kubernetes 的最优方式。Helm 帮助用户管理 Kubernetes 应用——Helm 图表，即使是最复杂的 Kubernetes 应用程序，都可以方便的定义，安装和升级。

包管理器类似于我们在 Ubuntu 中使用的apt、Centos中使用的yum 或者Python中的 pip 一样，能快速查找、下载和安装软件包。Helm 由客户端组件 helm 和服务端组件 Tiller 组成, 能够将一组K8S资源打包统一管理, 是查找、共享和使用为Kubernetes构建的软件的最佳方式。

二、Helm解决了什么问题

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 博客，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，直接通过 kubectl 来管理一个应用，你会发现这十分蛋疼。
所以总结以上，我们在 k8s 中部署一个应用，通常面临以下几个问题：

如何统一管理、配置和更新这些分散的 k8s 的应用资源文件
如何分发和复用一套应用模板
如何将应用的一系列资源当做一个软件包管理

三、Helm的相关组件和概念

Helm 包含两个部分，分别是 helm 客户端和 Tiller 服务器；
Helm概念如下：

heml

一个命令行工具，用于本地开发及管理chart，chart仓库管理等

Tiller

Helm 的服务端。Tiller 负责接收 Helm 的请求，与 k8s 的 apiserver 交互，根据chart 来生成一个 release 并管理 release

chart

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 代表着 Helm 包。
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。你可以把它看作是 Homebrew formula，Apt dpkg，或 Yum RPM 在Kubernetes 中的等价物。

Repoistory

是用来存放和共享 charts 的地方。它就像 Perl 的 CPAN 档案库网络或是 Fedora 的软件包仓库，只不过它是供 Kubernetes 包所使用的。Helm 客户端通过 HTTP 协议来访问存储库中 chart 的索引文件和压缩包。

Release

使用 helm install 命令在 Kubernetes 集群中部署的 Chart 称为 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。以 MySQL chart为例，如果你想在你的集群中运行两个数据库，你可以安装该chart两次。每一个数据库都会拥有它自己的 release 和 release name。

因此，Helm可以解释为：

Helm在Kubernetes中安装_Chart_，并且每次安装会创建一个新的_Release_。
想查找新chart，可以在Helm Chart 仓库搜索。

四、Helm的安装

Helm 提供了几种安装方式，这里只提供官方的脚本一键安装，想要查看更多安装方式，请阅读 Helm 的官方文档：

curl https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/helm/master/scripts/get > get_helm.sh
chmod 700 get_helm.sh
bash get_helm.sh

安装Tiller

安装好 helm 客户端后，就可以通过以下命令将 Tiller 安装在 kubernetes 集群中：
这个地方默认使用 https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com 作为缺省的 stable repository 的地址，但由于国内有一张无形的墙的存在，googleapis.com是不能访问的。可以使用阿里云的源来配置：

helm init --upgrade -i registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/tiller:v2.9.1  --stable-repo-url https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts

注意，上面命令的Tiller版本需要和装在本机的Helm版本保持一致
使用 helm version 来查看 Helm 版本

执行上面命令后，可以通过 kubectl get po -n kube-system 来查看 tiller 的安装情况。

初始化配置

配置用户权限

由于 kubernetes 从1.6 版本开始加入了 RBAC 授权。当前的 Tiller 没有定义用于授权的 ServiceAccount，访问 API Server 时会被拒绝，需要给 Tiller 加入授权。
比如：

helm list

## 执行以上命令时会出现以下错误：
Error: configmaps is forbidden: User "system:serviceaccount:kube-system:default" cannot list resource "configmaps" in API group "" in the namespace "kube-system"

出现以上错误后需要执行以下命令：

kubectl create serviceaccount --namespace kube-system tiller

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

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

# 执行命令后使用以下命令验证是否成功
kubectl get deploy -n kube-system tiller-deploy -o yaml | grep serviceAccount

# 出现以下字样就成功
      serviceAccount: tiller
      serviceAccountName: tiller

使用 helm list 就不会报错了。

初始化仓库

五、实践

查找一个chart

Helm 自带一个强大的搜索命令，可以用来从两种来源中进行搜索：

helm search {chartName}

# 示例
$ helm search mysql
NAME                            	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION                                                 
office/mysql                    	1.6.9        	5.7.30     	DEPRECATED - Fast, reliable, scalable, and easy to use op...
office/mysqldump                	2.6.2        	2.4.1      	DEPRECATED! - A Helm chart to help backup MySQL databases...
office/prometheus-mysql-exporter	0.7.1        	v0.11.0    	DEPRECATED A Helm chart for prometheus mysql exporter wit...
stable/mysql                    	0.3.5        	           	Fast, reliable, scalable, and easy to use open-source rel...
office/percona                  	1.2.3        	5.7.26     	DEPRECATED - free, fully compatible, enhanced, open sourc...
office/percona-xtradb-cluster   	1.0.8        	5.7.19     	DEPRECATED - free, fully compatible, enhanced, open sourc...
office/phpmyadmin               	4.3.5        	5.0.1      	DEPRECATED phpMyAdmin is an mysql administration frontend   
stable/percona                  	0.3.0        	           	free, fully compatible, enhanced, open source drop-in rep...
stable/percona-xtradb-cluster   	0.0.2        	5.7.19     	free, fully compatible, enhanced, open source drop-in rep...
office/gcloud-sqlproxy          	0.6.1        	1.11       	DEPRECATED Google Cloud SQL Proxy                           
office/mariadb                  	7.3.14       	10.3.22    	DEPRECATED Fast, reliable, scalable, and easy to use open...
stable/gcloud-sqlproxy          	0.2.3        	           	Google Cloud SQL Proxy                                      
stable/mariadb                  	2.1.6        	10.1.31    	Fast, reliable, scalable, and easy to use open-source rel...

搜索是用来发现可用包的一个好办法。一旦找到想安装的 helm 包，便可以通过使用 helm install 命令来安装它。

安装一个helm包

使用 helm install 命令来安装一个新的 helm 包。最简单的使用方法只需要传入两个参数：你命名的release名字和你想安装的chart的名称。

helm install [releaseName] [chartName]

这里用nginx为例：

未完待续。

参考文档

Helm官网网站
 Helm从入门到实践
 kubernetes实战篇之helm填坑与基本命令
 Helm基础

码农公寓