Kubernetes之Helm认识

Helm介绍

基本方式部署应用流程

1. 编写或者导出资源编排文件yaml

2. deployment部署pod

3. service暴露服务

4. Ingress服务实现域名到Service的路由

• 缺陷

• 如果我们部署的是微服务项目，可能是10多20个或者更多的服务，那么每套服务都需要一套yaml文件

• 这样下来，我们需要维护的yaml文件就是一大堆

• 而且如果我们升个级，那就非常不方便了

Helm有什么作用

• 可以使用Helm把上面我们说到的微服务部署yaml作为一个整体管理

• 还可以实现yaml的高效服用

• 使用Helm应用级别的版本管理，对于版本升级和回滚操作相当简单了起来

Helm的简单介绍

• Helm官网

• Helm是Kubernetes的一个包管理工具，有点像yum可以很方便的将之前打包好的 yaml 文件部署到 kubernetes 上。

Helm的三个重要概念

• helm

  • 是Helm的命令行客户端工具，类似于kubectl

• Chart

  • 打包的yaml集合

• Release

  • 基于 Chart 的部署实体 ，一个 chart 被 helm 运行后将会生成对应的一个Release，相当于就是针对Chart的版本管理

Helm的版本V2 -> V3

• 2019年年底发布了V3版本，发生较大的变化

  • 今天我们的学习目标也是V3版本

• 最明显的变化就是Kubernetes中Tiller的剔除

• Release 名称可以在不同命名空间重用

• 支持将 Chart 推送至 Docker 镜像仓库中

• 使用 JSONSchema 验证 chart values

• ......

Helm的安装

Helm安装

• Helm V3 下载 [提取码：6666]

• 解压即可：tar -zxvf helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz

• 得到解压目录并进入其内，移动一个脚本到/usr/bin/目录下即可

  • mv ./helm /usr/bin/

• 命令行键入helm,出现helm帮助文档，安装就此完成，嘻嘻嘻嘻嘻

配置helm仓库

• helm repo add 自定义仓库名 仓库地址

• 这里我们提供仓库地址

  • helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts （强烈不推荐，包有可能下载有问题）

  • helm repo add azure http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts （推荐使用这个）

  • helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts

• 如果想替换仓库地址

  • 可新增一个仓库地址后使用以下命令自动切换到最新仓库源

    • helm repo update

• 查看所有仓库源

  • helm repo list

• 删除仓库源

  • helm repo remove 自定义仓库名

Helm快速部署一个应用

这儿我们就演示一下快速部署应用的基本操作流程

• 我是用的仓库是：helm repo add azure http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts

  • 阿里云的拉取会失败

下载Chart

• helm install ui stable/weave-scope

  • 下载stable/weave-scope资源包，取名为ui

  • 其实这个过程就是在下载所有关联的资源编排文件yaml，又叫下载Chart

  • 然后helm会自动给我们创建pod并部署

• 查看所有下载的Chart

  • helm list

• 查看某个Chart的详细信息：helm status name ，列：

  • helm status ui

pods以及service变化

• 然后我们就可以去k8s中看看pods是否有什么变化

  • kubectl get pods

  • kubectl get service

更改service类型

• 但是此时我们发现helm为我们创建的Service的类型是ClusterIP类型，是不对外暴露的

  • 我们需要将其修改一下：kubectl edit service serviceName,进入到这个Service的资源编排文件中，如下所示

    • kubectl edit service ui-weave-scope

• 修改默认ClusterIP为NodePort即可

• 我们再次查看Service,如下所示

  • 发现已经生效，这个时候我们就可以通过浏览器随意节点IP:32641访问了

使用自定义chart部署应用

helm命令初始化Chart

如果我们想自定义Chart，则需要使用helm的命令进行初始化一个基本的环境出来，如下所示

• 创建一个自定义chart，命名为：mychart

  • helm create mychart

  • 会在当前目录生成一个mychart的目录，这个目录可以随便放置

• 然后我们进入该目录，展示其下所有文件夹和文件：

  • charts目录

    • 目录里存放这个 chart 依赖的所有子 chart

    • 这个我们无需理会

  • Chart.yaml

    • 用于描述这个 Chart 的基本定义信息， 包括名字、 描述信息以及版本等

  • templates目录

    • 目录里面存放所有 yaml 模板文件

    • 我们自定义的yaml,也就是放在该目录下

  • values.yaml

    • 用于存储 templates 目录中模板文件yaml用到变量的值

    • 相当于环境变量的抽取，可以在这里定义环境变量，然后在templates其下的资源编排文件中访问使用

    • helm实现资源编排yaml的高效复用的途径

自定义资源编排文件yaml

• 我们首先进入templates目录，清空其下所有的文件夹和文件，便于操作清晰

  • rm -rf ./templates/*

• 导出Deployment资源编排文件

  • kubectl create deployment customchartdeployment --image nginx --dry-run -o yaml > customchartdeployment.yaml

• 导出Service的资源编排文件

  • 因为我们会为上面的customchartdeployment ，而创建Service

  • k8s不会为不存在的deployment创建Service

  • 所以我们先将customchartdeployment 给部署了才能导出Service的资源编排文件

    • kubectl create deployment customchartdeployment --image nginx

    • kubectl expose deployment customchartdeployment --port 80 --target-port 80 --type NodePort --dry-run -o yaml > customchartexpose.yaml

  • 然后我们就得到了两个资源资源编排文件

    • customchartdeployment.yaml

    • customchartexpose.yaml

  • 然后我们还得把那个因为想导出Service的资源编排文件而创建的pod删掉

    • kubectl delete deployment customchartdeployment

安装chart.

在上面的操作中，我们已经得到两个资源编排文件，下面我们可以使用helm进行安装部署了

• 下面我们开始安装自定义chart,并自定义名称为：custonchart

  • helm install custonchart /my_helm/mychart/

查看效果

• 由此可见，安装自定义chart已经实现服务开放

chart的版本升级

有时候我们会修改chart的某些资源信息，然后实现服务的版本升级，此时该如何操作呢

• 之前我们有说到Release的这个概念，chart的创建就会创建一个Release

• 当我们使用升级命令时，这个时候Release就开始迭代了

• 使用命令：helm upgrade 所升级的chartName 所升级的chart所在目录

Values实现yaml的高效服用

我们在开篇介绍Helm的时候就介绍过Helm可以实现yaml的高效复用

• chart中的诸多资源编排文件yaml，大部分的结构格式是相同的，只有少部分的值是不同的，比如

  • kind、label、name、selector、image、port、replicas......等等

• 我们可以通过以下方式实现高效复用

• 资源编排yaml，我们通过给他传递参数，进行动态的模版渲染，生成真实的资源编排文件yaml

• 也就是通过我们上面说的自定义chart操作中生成的values.yaml实现此功能

• 我们在values.yaml中定义文件的全局变量，template中的yaml读取访问生成yaml即可

• 简答介绍一下Values

• Values你可以看作是该chart的一个环境变量对象，为templates中的模版提供值

• Values这个对象的值可以来源于四个方向

  • chart包中的values.yaml文件 （这个是默认的，无该文件，无需理会）

  • 父chart包中的Values.yaml（用户自定义Values操作点，可覆盖上面的values.yaml）

  • 通过helm install 或者help upgrade命令中，用户传的参数,实现参数封装

    • -f

    • --values

  • 通过 --set 参数传入值进行参数封装，

    • helm upgrade custonchart --set replicas=5 /my_helm/mychart/

    • 可以覆盖用户操作的Values.yaml中提供的值

vlues.yaml定义全局变量

• vim ./values.yaml

资源编排yaml访问全局变量

• 修改资源编排文件

  • 在环境变量中除了Values对象可以使用外，还可以使用Release对象

  • Release对象也是Helm的一个内置对象

  • release表达式	release表达式含义
    {{.Release.Name}}	release 名字
    {{.Release.Namespace}}	release 命名空间
    {{.Release.Service}}	release 服务的名称
    {{.Release.Revision}}	release 修订版本号， 从 1 开始累加

试运行-调试

• Helm 也提供了--dry-run --debug 调试参数， 帮助你验证模板正确性

• install 时候带上这两个参数就可以把渲染的资源清单打印出来， 不会真正的去部署一个 release

• 下面我们来调试上面修改的 chart 包

  • helm install --dry-run valuestest /my_helm/mychart/

• 可以看看我们生成的这个资源编排文件是否正常，

  • 下面我们就开始正式安装这个chart

• 首先解释一下上面我的操作步骤

  1. 直接安装我们的chart : helm install valuestest /my_helm/mychart/

     1. 发现报错，查看报错日志，某个参数是错误的，定位到参数为 --images没有赋值

  2. 编辑customchartdeployment.yaml，发现是表达式写错了,少写了一个s

     1. 修正｛{.Values.image}｝ 为 {{.Values.images}}

     2. 再次尝试安装，发现报错名称已经被使用

  3. 再次尝试改变名字安装，成功

  4. 查看helm本地库，发现即使错误的安装也会生成chart,

  5. 查看k8s，发现pod部署成功

     1. 发现没有指定镜像的的错误helm包，没有部署pod,

  6. 查看k8s,发现service部署成功

     1. 发现没有指定镜像的的错误helm包，没有部署pod，但却部署了service

  • 最后浏览器测试发现

    • 两个端口的nginx服务都是正常开启的，迷惑操作之一？？？

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