Helm 详细,安装和使用
Helm 是什么
Helm 是 Kubernetes 的包管理器。包管理器类似于 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 解决了哪些问题
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。例如安装一个 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,变得十分困难。
总结,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 组件介绍
Helm 包含两个组件,分别是 helm 客户端 和 Tiller 服务器:
- helm --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
- 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
Helm 原理
下图描述了 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。
4.1 helm 组件通信:
4.2 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
4.3 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
4.4 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
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:
chart 结构
- 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
- _helpers.tpl 此文件中定义一些可重用的模板片断,此文件中的定义在任何资源定义模板中可用
- NOTES.txt 介绍chart 部署后的帮助信息,如何使用chart等
- 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
安装Helm
使用官方提供的脚本一键安装。
-
curl https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/helm/master/scripts/get > get_helm.sh
-
-
chmod 700 get_helm.sh
-
-
./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:
helm init
这个地方默认使用 “https://kubernetes-charts.storage.谷歌apis.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,谷歌apis.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/谷歌_containers/tiller:v2.9.1 \
-
--stable-repo-url https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
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。
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。
7.1 创建账户, 绑定角色
创建 Kubernetes 的服务帐号和绑定角色。
-
-
$. kubectl create serviceaccount --namespace kube-system tiller
-
-
serviceaccount "tiller" created
-
-
-
$. kubectl create clusterrolebinding tiller-cluster-rule \
-
--clusterrole=cluster-admin \
-
--serviceaccount=kube-system:tiller
-
-
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io "tiller-cluster-rule" created
7.2 添加ServiceAccount
给 Tiller 的 deployments 添加刚才创建的 ServiceAccount.
-
$. kubectl patch deploy \
-
--namespace kube-system tiller-deploy \
-
-p '{"spec":{"template":{"spec":{"serviceAccount":"tiller"}}}}'
-
-
-
deployment.extensions "tiller-deploy" patched
7.3 查看绑定结果
查看 Tiller deployments 资源是否绑定 ServiceAccount.
-
$.kubectl get deploy \
-
-n kube-system \
-
tiller-deploy -o yaml | grep serviceAccount
-
# 结果
-
serviceAccount: tiller
-
serviceAccountName: tiller
7.4 查看 Tiller 是否安装成功
-
$. helm version
-
# 结果
-
Client: &version.Version{SemVer:"v2.9.1", GitCommit:"20adb27c7c5868466912eebdf6664e7390ebe710", GitTreeStat
安装成功后,即可使用 helm install xxx 来安装 helm 应用。
如果需要删除 Tiller,可以通过
kubectl delete deployment tiller-deploy --namespace kube-system
或者使用
helm reset
来删除 Tiller 的 deployment。
使用 Helm 操作 Chart
使用 helm 来操作 chart,包括创建、删除、打包、安装等使用。
Helm 的核心命令:
8.1 helm create
helm create 创建一个 Chart 模板。
helm create testCreating test
8.2 helm package
helm package 打包一个 Chart 模板。
-
$. helm package test
-
-
Successfully packaged chart and saved it to: root/test-0.1.0.tgz
8.3 helm search 查找可用的 Chart 模板
-
$. helm search nginx
-
-
NAME CHART VERSION APP VERSION DESCRIPTION
-
-
stable/nginx-ingress 0.9.5 0.10.2 An nginx Ingress controller that uses ConfigMap...
-
-
stable/nginx-lego 0.3.1 Chart for nginx-ingress-controller and kube-lego
-
-
stable/gcloud-endpoints 0.1.0 Develop, deploy, protect and monitor your APIs ...
8.4 helm inspect
helm inspect 查看指定 Chart 的基本信息
-
$. helm inspect
-
-
apiVersion: v1
-
appVersion: "1.0"
-
description: A Helm chart for Kubernetes
-
name: test
-
version: 0.1.0
8.5 helm install
helm install 根据指定的 Chart 部署一个 Release 到 Kubernetes 集群。
Chart 模板文件结构示例
-
wordpress
-
-
├── charts
-
-
├── Chart.yaml
-
-
├── README.md
-
-
├── requirements.lock
-
-
├── requirements.yaml
-
-
├── templates
-
-
│ ├── deployment.yaml
-
-
│ ├── externaldb-secrets.yaml
-
-
│ ├── _helpers.tpl
-
-
│ ├── ingress.yaml
-
-
│ ├── NOTES.txt
-
-
│ ├── pvc.yaml
-
-
│ ├── secrets.yaml
-
-
│ ├── svc.yaml
-
-
│ └── tls-secrets.yaml
-
-
└── values.yaml
一个 wordpress chart 如上(去除部分 test 和 charts 依赖), 基本结构由以下几个部分组成:
- charts 存放子Chart (Subchart) 的定义,Subchart 指的是当前 Chart 依赖的 Chart , 在 requirements.yaml 中定义
- Chart.yaml 包含 Chart 信息的 YAML 文件, 包括 Chart 的版本、名称等,在 DCE Helm 插件中还包含 Chart 的 团队授权 信息 和 是否公开 的信息
- README.md 可选:Chart 的介绍信息等(该文件对于一个大型 Chart 来说十分重要)
- Requirements.yaml 可选:列举当前 Chart 的需要依赖的 Chart
- templates
- 该目录下存放 Chart 所有的 K8s 资源定义模板,通常不同的资源放在不同的文件中,DCE Helm 插件中自定义模板的 K8s 资源统一放在 all_sources.yaml 文件中
- _helpers.tpl , 通常这个文件存放可重用的模板片段,该文件中的定义可以在 Chart 其它资源定义模板中使用
- NOTES.txt,可选:一段简短使用说明的文本文件,用于安装 Release 后提示用户使用
- values.yaml 当前 Chart 的默认配置的值
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