Helm基础知识

Helm 是什么??

Helm 是 Kubernetes 的包管理器。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。

Helm 解决了什么痛点?

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

Helm特点

复杂性管理
即使是最复杂的应用,Helm Chart 依然可以描述, 提供使用单点授权的可重复安装应用程序。

易于升级
随时随地升级和自定义的钩子消除您升级的痛苦。

分发简单
Helm Chart 很容易在公共或私有化服务器上发版,分发和部署站点。

回滚
使用 helm rollback 可以轻松回滚到之前的发布版本。

Helm 相关组件及概念

Helm 包含两个组件,分别是 helm 客户端 和 Tiller 服务器:
▶ helm 是一个命令行工具,用于本地开发及管理chart,chart仓库管理等
▶ Tiller 是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
▶ release 使用 helm install 命令在 Kubernetes 集群中部署的 Chart 称为 Release
▶ Repoistory Helm chart 的仓库,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
▶ 官方解说
✔ 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。
✔ Repository(仓库) 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。
✔ 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。

Helm 安装 charts 到 Kubernetes 集群中,每次安装都会创建一个新的 release。你可以在 Helm 的 chart repositories 中寻找新的 chart。

Helm 原理

下面两张图描述了 Helm 的几个关键组件 Helm(客户端)、Tiller(服务器)、Repository(Chart 软件仓库)、Chart(软件包)之间的关系以及它们之间如何通信
在这里插入图片描述

▷ 创建release
helm 客户端从指定的目录或本地tar文件或远程repo仓库解析出chart的结构信息
helm 客户端指定的 chart 结构和 values 信息通过 gRPC 传递给 Tiller
Tiller 服务端根据 chart 和 values 生成一个 release
Tiller 将install release请求直接传递给 kube-apiserver

▷ 删除release
helm 客户端从指定的目录或本地tar文件或远程repo仓库解析出chart的结构信息
helm 客户端指定的 chart 结构和 values 信息通过 gRPC 传递给 Tiller
Tiller 服务端根据 chart 和 values 生成一个 release
Tiller 将delete release请求直接传递给 kube-apiserver

▷ 更新release
helm 客户端将需要更新的 chart 的 release 名称 chart 结构和 value 信息传给 Tiller
Tiller 将收到的信息生成新的 release,并同时更新这个 release 的 history
Tiller 将新的 release 传递给 kube-apiserver 进行更新
helm 架构
在这里插入图片描述

Chart 的基本结构

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中的文件安装特定的目录结构组织, 最简单的chart 目录如下所示:

[root@master ~]# helm create test
./
├── charts							# 目录存放依赖的chart
├── Chart.yaml						# 包含Chart的基本信息,包括chart版本,名称等
├── templates						# 目录下存放应用一系列 k8s 资源的 yaml 模板
│   ├── deployment.yaml
│   ├── _helpers.tpl				# 此文件中定义一些可重用的模板片段,此文件中的定义在任何资源定义模板中可用
│   ├── ingress.yaml
│   ├── NOTES.txt					# 介绍chart 部署后的帮助信息,如何使用chart等
│   ├── serviceaccount.yaml
│   ├── service.yaml
│   └── tests
│       └── test-connection.yaml
└── values.yaml						# 包含了必要的值定义(默认值), 用于存储 templates 目录中模板文件中用到变量的值

Helm安装

tar -zxf helm-v3.9.2-linux-amd64.tar.gz  && mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm

然后就可以执行客户端程序并 添加稳定仓库: helm help.
注意 针对Linux AMD64,Helm的自动测试只有在CircleCi构建和发布时才会执行。测试其他操作系统是社区针对系统问题请求Helm的责任。
Helm 安装 charts 到 Kubernetes 集群中,每次安装都会创建一个新的 release。你可以在 Helm 的 chart repositories 中寻找新的 chart。
The best life theme is “Hold on”

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