Kubernetes(k8s)包管理工具Helm：Helm包管理

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目录
  • 一.系统环境
  • 二.前言
  • 三.包管理工具Helm简介
  • 四.安装部署helm
  • 五.配置helm以及helm常用命令
  • 六.使用helm安装应用
  • 七.搭建helm私有仓库
  • 八.总结

一.系统环境

本文主要基于Kubernetes1.21.9和Linux操作系统CentOS7.4。

服务器版本 docker软件版本 Kubernetes(k8s)集群版本 CPU架构
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) Docker version 20.10.12 v1.21.9 x86_64

Kubernetes集群架构：k8scloude1作为master节点，k8scloude2，k8scloude3作为worker节点。

服务器 操作系统版本 CPU架构 进程 功能描述
k8scloude1/192.168.110.130 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) x86_64 docker，kube-apiserver，etcd，kube-scheduler，kube-controller-manager，kubelet，kube-proxy，coredns，calico k8s master节点
k8scloude2/192.168.110.129 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) x86_64 docker，kubelet，kube-proxy，calico k8s worker节点
k8scloude3/192.168.110.128 CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) x86_64 docker，kubelet，kube-proxy，calico k8s worker节点

二.前言

在Kubernetes中，部署一个应用程序需要进行多个步骤，其中包括创建ConfigMap、Secret和Deployment等对象。但是，使用Helm这样的基于Kubernetes的包管理器，可以将所有这些操作打包成一个Chart，从而简化了应用程序的部署流程和管理。

使用Helm进行包管理的前提是已经有一套可以正常运行的Kubernetes集群，关于Kubernetes(k8s)集群的安装部署，可以查看博客《Centos7 安装部署Kubernetes(k8s)集群》https://www.cnblogs.com/renshengdezheli/p/16686769.html。

三.包管理工具Helm简介

Helm是一个基于Kubernetes的包管理器，它由两部分组成：Helm客户端和Tiller服务器。Helm客户端从称为Chart Repositories的位置获取预配置的Charts，然后使用Tiller将它们安装到Kubernetes集群中。

Helm是一个开源项目，旨在简化Kubernetes应用程序的安装和部署。它允许您将应用程序打包为一个称为Chart的可重复的包，并在Kubernetes集群中部署和管理这些应用程序。

具体来说，Helm解决了以下问题：

  1. 将Kubernetes应用程序打包到chart中，使其易于分享和重用。
  2. 管理应用程序依赖关系，因此不需要手动下载或配置库。
  3. 轻松升级应用程序，通过使用helm upgrade命令，在没有任何停机时间的情况下更新已部署的应用程序。
  4. 通过使用helm rollback命令，回滚到以前的版本，以防出现故障。
  5. 在不同的Kubernetes集群之间轻松移植应用程序。

Kubernetes的Helm Chart是一种用于部署应用程序的包管理器，允许用户描述、安装和升级复杂的应用程序。它是一个预定义模板的集合，这些模板描述了在Kubernetes中运行应用程序所需的所有资源，如Pod、Service、Ingress、ConfigMap等。

每个Chart都描述了一个Kubernetes资源的集合，例如一个应用程序或数据库。Chart中包含最终用户所需的所有信息，如Docker镜像名称、端口号和环境变量等。通过使用Helm，我们可以更轻松地部署和管理Kubernetes应用程序。

Helm Chart由多个文件组成，其中包括：

  • Chart.yaml：定义了当前Chart的版本、名称、描述和依赖项。
  • values.yaml：包含了指定Chart的默认值或者用户自定义的值。
  • templates目录：包含了要在Kubernetes中部署的所有资源定义文件。

使用Helm Chart可以帮助用户避免手动创建资源的复杂性和重复性，使得应用程序的部署更加容易和快速，并且支持在不同的环境中轻松地重现相同的配置。此外，还可以通过命令行修改values.yaml中的值来定制化每个Chart实例的特定配置。

四.安装部署helm

创建放helm文件的目录。

[root@k8scloude1 ~]# mkdir helm

[root@k8scloude1 ~]# cd helm/

创建helm命名空间。

[root@k8scloude1 helm]# kubectl create ns helm
namespace/helm created

切换命名空间。

[root@k8scloude1 helm]# kubens helm
Context "kubernetes-admin@kubernetes" modified.
Active namespace is "helm".

下载最新版的 helm，下载地址为： https://github.com/helm/helm/releases，提前下载所需要的文件 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz 及对应的 checksum 文件。

[root@k8scloude1 helm]# ls
helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz  helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum

下载安装 helm 的脚本。

[root@k8scloude1 helm]# curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/master/scripts/get-helm-3 > get
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100 11156  100 11156    0     0  10041      0  0:00:01  0:00:01 --:--:-- 10041

[root@k8scloude1 helm]# ls
get  helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz  helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum

因为此脚本会自动到互联网去下载最新版的 helm，所以我们需要修改此脚本以实现使用本地已经下载好的 helm 文件。主要修改如下三个地方 ，因为我们已经下载的 helm 版本是 v3.8.0 版本，所以先修改 get 文件直接指定 helm 的版本 为v3.8.0： 在 get 103~105 行里 checkDesiredVersion 函数，改为下面内容：

[root@k8scloude1 helm]# vim get 

103	checkDesiredVersion() {
104	    TAG=v3.8.0
 105	}

126	downloadFile() {
   127	  HELM_DIST="helm-$TAG-$OS-$ARCH.tar.gz"
   128	  DOWNLOAD_URL="https://get.helm.sh/$HELM_DIST"
   129	  CHECKSUM_URL="$DOWNLOAD_URL.sha256"
   130	  HELM_TMP_ROOT="$(mktemp -dt helm-installer-XXXXXX)"
   131	  HELM_TMP_FILE="$HELM_TMP_ROOT/$HELM_DIST"
   132	  HELM_SUM_FILE="$HELM_TMP_ROOT/$HELM_DIST.sha256"
   133	  echo "Downloading $DOWNLOAD_URL"
   134	  cp helm-v3.8.0* $HELM_TMP_ROOT
   135	}

161	verifyChecksum() {
   162	  printf "Verifying checksum... "
   163	  local sum=$(openssl sha1 -sha256 ${HELM_TMP_FILE} | awk '{print $2}')
   164	  local expected_sum=$(cat ${HELM_SUM_FILE})
   165	  echo "Done."
   166	}

赋予可执行权限。

[root@k8scloude1 helm]# chmod +x get 

[root@k8scloude1 helm]# ll 
总用量 13324
-rwxr-xr-x 1 root root    10177 2月  19 16:09 get
-rw-r--r-- 1 root root 13626774 2月  19 15:55 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz
-rw-r--r-- 1 root root       97 2月  19 15:56 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum

重命名checksum文件。

[root@k8scloude1 helm]# cp helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256

[root@k8scloude1 helm]# ll -h
总用量 14M
-rwxr-xr-x 1 root root 10K 2月  19 16:09 get
-rw-r--r-- 1 root root 13M 2月  19 15:55 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz
-rw-r--r-- 1 root root  97 2月  19 16:11 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256
-rw-r--r-- 1 root root  97 2月  19 15:56 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum

运行 get。

[root@k8scloude1 helm]# ./get 
Downloading https://get.helm.sh/helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz
Verifying checksum... Done.
Preparing to install helm into /usr/local/bin
helm installed into /usr/local/bin/helm
[root@k8scloude1 helm]# helm version
version.BuildInfo{Version:"v3.8.0", GitCommit:"d14138609b01886f544b2025f5000351c9eb092e", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.17.5"}

helm安装成功 。

[root@k8scloude1 helm]# ls /usr/local/bin/helm 
/usr/local/bin/helm

五.配置helm以及helm常用命令

helm默认不支持tab键自动补全命令，配置helm自动补全。

[root@k8scloude1 helm]# vim /etc/profile

#在/etc/profile里添加source

查看helm版本，现在就可以自动补全命令了。

[root@k8scloude1 helm]# helm version 
version.BuildInfo{Version:"v3.8.0", GitCommit:"d14138609b01886f544b2025f5000351c9eb092e", GitTreeState:"clean", 
GoVersion:"go1.17.5"}

查看helm现在的仓库源。

[root@k8scloude1 helm]# helm repo list
Error: no repositories to show

添加微软的源。

[root@k8scloude1 helm]# helm repo add azure http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
"azure" has been added to your repositories

添加阿里的源。

[root@k8scloude1 helm]# helm repo add ali https://apphub.aliyuncs.com
"ali" has been added to your repositories

查看helm现在的仓库源。

[root@k8scloude1 helm]# helm repo list
NAME 	URL                                      
azure	http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
ali  	https://apphub.aliyuncs.com

删除仓库源并重新添加。

[root@k8scloude1 helm]# helm repo rm ali
"ali" has been removed from your repositories

[root@k8scloude1 helm]# helm repo list
NAME 	URL                                      
azure	http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/

[root@k8scloude1 helm]# helm repo add ali https://apphub.aliyuncs.com
"ali" has been added to your repositories

[root@k8scloude1 helm]# helm repo list
NAME 	URL                                      
azure	http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
ali  	https://apphub.aliyuncs.com

在仓库里搜索可用的mysql。

[root@k8scloude1 helm]# helm search repo mysql
NAME                           	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION                                       
ali/mysql                      	6.8.0        	8.0.19     	Chart to create a Highly available MySQL cluster  
ali/mysqldump                  	2.6.0        	2.4.1      	A Helm chart to help backup MySQL databases usi...
ali/mysqlha                    	1.0.0        	5.7.13     	MySQL cluster with a single master and zero or ...
ali/prometheus-mysql-exporter  	0.5.2        	v0.11.0    	A Helm chart for prometheus mysql exporter with...
azure/mysql                    	1.6.9        	5.7.30     	DEPRECATED - Fast, reliable, scalable, and easy...
......              
azure/mariadb                  	7.3.14       	10.3.22    	DEPRECATED Fast, reliable, scalable, and easy t...

下载一个mariadb。

[root@k8scloude1 helm]# helm pull ali/mariadb

六.使用helm安装应用

先下载一个nginx。

[root@k8scloude1 helm]# helm pull ali/nginx

[root@k8scloude1 helm]# ls
get  helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz  helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256  helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum    nginx-5.1.5.tgz

解压nginx。

[root@k8scloude1 helm]# tar xf nginx-5.1.5.tgz

[root@k8scloude1 helm]# ls
get  helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz  helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256  helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum    nginx  nginx-5.1.5.tgz

查看nginx目录。

[root@k8scloude1 helm]# cd nginx/

[root@k8scloude1 nginx]# ls
Chart.yaml  ci  README.md  templates  values.schema.json  values.yaml

安装nginx。

[root@k8scloude1 nginx]# helm install nginx .
NAME: nginx
LAST DEPLOYED: Sat Feb 19 17:26:36 2022
NAMESPACE: helm
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
Get the NGINX URL:

  NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
        Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace helm -w nginx'

  export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace helm nginx --template "{{ range (index .status.loadBalancer.ingress 0) }}{{.}}{{ end }}")
  echo "NGINX URL: http://$SERVICE_IP/"

可以看到Nginx安装成功，pod和svc都自动创建好了。

[root@k8scloude1 nginx]# kubectl get pod -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE         NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-847f49b454-7bjdt   1/1     Running   0          38s   10.244.112.145   k8scloude2              

[root@k8scloude1 nginx]# kubectl get svc --namespace helm -w nginx
NAME    TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP       PORT(S)                      AGE
nginx   LoadBalancer   10.109.104.128   192.168.110.190   80:30683/TCP,443:30462/TCP   53s

^C[root@k8scloude1 nginx]# kubectl get svc -o wide
NAME    TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP       PORT(S)                      AGE   SELECTOR
nginx   LoadBalancer   10.109.104.128   192.168.110.190   80:30683/TCP,443:30462/TCP   67s   app.kubernetes.io/instance=nginx,app.kubernetes.io/name=nginx

nginx可以正常访问。

[root@k8scloude1 nginx]# curl 192.168.110.190


......

Welcome to nginx!

......

Thank you for using nginx.

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