Helm操作指南

• Helm 简介
  • 我们可以将helm看作Kubernetes下的yum(centos 下负责安装包管理的工具)。helm是一个用于Kubernetes包管理器，每一个包称为chart,一个chart是一个目录（一般会打包为name-version.tgz包，便于传输管理）。   
  • helm提供应用部署、删除、升级、回滚等功能。
• Helm 组件及相关术语
  • Helm
    • helm是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、创建、和管理本地和远程的chart仓库。     
  • Tiller
    • tiller是helm的服务器，部署在kubernetes集群中，tiller用于接收helm 的请求。并根据chart生成kunernetes的部署文件（helm称为release）,然后交给kubernetes创建应用。tiller还提供release的升级、删除、回滚等一系列功能。             
  • Chart
    • chart是helm的软件包，采用tar格式。 其中包含一组kubernetes资源相关的yaml文件。         
  • Repoistory                                
    • repoistory是helm的软件仓库，repoistory本质上是一个web服务器。该服务器保存了一系列chart软件包以给用户下载，并提供了一个该repoistory的chart包的清单以供查询。helm可以同时管理多个不同的repoistory。        
  • Release 
    • 使用helm install 命令在kubernetes集群部署的chart称为release。
    • 注意：helm提到的release和通常概念的版本不同，这里的release可以理解为helm使用chart打包部署的一个应用实例。     
• Helm 工作原理
  •     
  • Chart install 过程：
    1. helm从指定的目录或者.tgz文件解析出chart结构信息。
    2. helm将指定的chart结构和values信息通过grpc传递给tiller。
    3. tiller根据chart和values生成一个relesae。
    4. tiller将release传递给kunernetes用于生成release。
  • Chart Update过程：
    1. helm从指定的目录或者.tgz文件解析出chart结构信息。
    2. helm将要更新的relsase的名称、结构信息、values信息传递给tiller。
    3. tiller生成release并更新指定名称的release的history。
    4. tiller将release发送给kubernetes用于更新release。 
  • Chart Rollback过程：
    1. helm将要回滚的release名称传递给tiller。
    2. tiller将根据release名称查找history。
    3. tiller将从history中获取一个release。
    4. tiller将上一个release发送给kubernetes用于替换当前的release。 
• Helm 部署  
  • helm 客户端安装
    • helm init #安装helm客户端（默认是谷歌镜像）
    • helm init --client-only --stable-repo-url https://aliacs-app-catalog.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/  #使用国内镜像安装
  • helm 服务端安装tiller
  • 给 tiller 授权
  • 验证 tiller是否安装成功
    • kubectl -n kube-system get pods|grep tille
    • helm version 
  • 卸载 helm 服务端 tiller
    • helm reset --force
  • helm 使用
    1. 更换仓库：
       • 若遇到Unable to get an update from the “stable” chart repository (https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com) 错误 手动更换stable 存储库为阿里云的存储库
         1. helm repo remove stable #移除原先的仓库。
         2. helm repo add stable https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts #添加新的仓库地址
         3. helm repo update #更新仓库
    2. 查看存储库中可用的所有 helm chart：
       1. helm search #查看所有chart
    3. 更新 charts 列表：
       1. helm repo update #更新charts列表 
    4. 安装 charts 
       • Monocular是一个开源软件，用于管理kubernetes上以helm charts形式创建的服务。可以通过它来安装
         1. helm charts
         2. Nginx ingress controller
    5. 查看 kubernetes 已经安装的 charts
       • helm list #查看charts列表
    6. 删除安装的 chart 
       • helm delete xxx #删除指定的chart 
• Helm Chart 结构     
  • chart 目录结构

    • myapp/                     # Chart 目录
      ├── charts                 # 这个 charts 依赖的其他 charts，始终被安装
      ├── Chart.yaml             # 描述这个 Chart 的相关信息、包括名字、描述信息、版本等
      ├── LICENSE                # [可选]协议
      ├── Requirements.yaml      # [可选] 用于存放当前Chart依赖的其它Chart的说明文件
      ├── Readme.md              # [可选]当前chart的介绍
      ├── templates              # 模板目录
      │ ├── deployment.yaml      # deployment 控制器的 Go 模板文件
      │ ├── _helpers.tpl         # 以 _ 开头的文件不会部署到 k8s 上，可用于定制通用信息
      │ ├── ingress.yaml         # ingress 的模板文件 
      │ ├── NOTES.txt            # Chart 部署到集群后的一些信息，例如：如何使用、列出缺省值
      │ ├── service.yaml         # service 的 Go 模板文件
      │ ├── secrets.yaml         # secrets的 Go 模板文件
      │ └── tests
      │ └── test-connection.yaml
      └── values.yaml            # 模板的值文件，这些值会在安装时应用到 GO 模板生成部署文件
      
      
    • Chart.yaml 文件
      • name : [必须] chart的名称 
      • apiVersion ：[可选] api版本和版本号
      • version : [必须] chart的版本号，版本号必须符合SemVer 2   简书 https://www.jianshu.com/p/e2619a7aa60e
      • description : [可选] 文档描述
      • keywords:
        •  -  [可选]关键字列表
      • home : [可选] 项目地址 
      • sources :
        •  -  [可选]当前chart的下载地址列表                                                
    • Chart 目录和 Requirements.yaml
      • chart支持两种方式表示依赖关系，可以使用Requirements.yaml或直接将依赖的chart放置到chart目录中。
      • dependencies:
        - name: example
        version: 1.2.3
        repository: http://example.com/charts
        - name: Chart名称
        version: Chart版本
        repository: 该Chart所在的仓库地址
    • templates 目录
      • templates目录存放了kubernetes部署文件的模板。
      • yaml文件模板遵循 go template语法 官网链接 https://golang.org/pkg/text/template/
      • 模板语法扩展了 golang/text/template的语法：

# 这种方式定义的模版，会去除test模版尾部所有的空行
{{- define "test"}}
模版内容
{{- end}}

# 去除test模版头部的第一个空行
{{- template "test" }}   

• 检查配置和模板是否有效     
  • helm install --dry-run --debug <chart_dir> #验证配置的模板变量与渲染的yaml是否一致
• 部署到kubernetes 
  • 在mychart目录下执行命令
    • helm install .   #安装到默认命名空间
    • helm install --namespace gitlab --name gitlab-runner *.tgz  #安装到指定命名空间
  • 查看部署的relaese
    • helm list              #查看relaese list
  • 删除部署的relaese
    • helm delete XXX  #执行删除命令 
  • 查看部署relaese相信信息
    • helm get XXX     #查看详细信息     

• 打包分享
  • 我们可以修改chart.yaml中的配置信息，然后使用下列命令将chart打包成一个压缩文     件。
  • helm pakaage .        #打包文件，得到xxx-version.tgz
    
    
• 将应用包发布到 Repository     
  
  • 虽然我们打包了 chart 并且发布到了helm本地目录中，但通过helm search找不到刚刚生成的chart包。
    • helm search XXX #查找包
  • 这是因为 repository目录中的  chart包还没有被helm管理。但是通过helm repo list 命令可以查看目前 helm中配置的repository信息。
    • helm repo list       #查看repository信息   
    • 注意：在新版中，使用helm init 命令会默认配置一个名为local的本地仓库。      
• 第三方的chart存储库
  • 随着helm的普及，可以使用的第三方chart库也越来越多，使用以下命令添加第三方存储库
    • helm repo add 存储库名 库存库url  #添加存储库
    • helm repo update
  • 第三方存储库资源
    • https://github.com/coreos/prometheus-operator/tree/master/helm # Prometheus Operator
    • https://github.com/bitnami/charts                    # Bitnami Library for Kubernetes
    • https://github.com/att-comdev/openstack-helm   # Openstack-Helm
    • https://github.com/sapcc/openstack-helm            # Openstack-Helm
    • https://github.com/jackzampolin/tick-charts        # Tick-Charts
• helm 升级和回退一个应用
  • helm history xxx      #查看发布的历史版本
  • helm search XXX -l    #查看chart包版本    
  • 升级一个应用
    • 我们可以指定升到某一个版本，如果不指定，默认是最新版。 
    • helm upgrade XXX local/XXX   #升级
  • 回退一个应用
    • helm rollback XXX #默认回退到上一个版本     
  • 删除一个应用
    • helm delete XXX   #删除
    • helm ls -a XXX    #确认是否已经删除，状态为delete
    • helm ls -deleted  #列出删除的relaese 
• helm 如何结合CI/CD？
  • 采用helm可以把零散的kubernetes应用配置文件作为一个chart管理。chart源码和源代码一起放到Git库中管理。通过把chart参数化，可以在测试环境和生成环境采用不同的chart参数。
  • helm CD/CD流程图：   
      
  
  • helm 如何在多环境下（Test、Staging、Production）的业务配置？
    • chart是支持参数替换的，可以把业务配置的相关参数设置为模板变量，使用helm install 命令部署的时候指定一个值，这样就可以把业务参数从chart中剥离了。
    • 例如：helm install --values=values-production.yaml wordpress