Kubernetes服务编排的利器——Helm

博文大纲：
一、Helm简介
二、Helm组件及相关术语
1）Helm
2）Tiller
3）Chart
4）Repoistory
5）Release
三、Helm工作原理
四、部署Helm
1）安装Helm客户端
2）安装Tiller server
3）配置Helm仓库
4）测试Helm是否可

一、Helm简介

很多人都使用过Ubuntu下的ap-get或者CentOS下的yum, 这两者都是Linux系统下的包管理工具。采用apt-get/yum,应用开发者可以管理应用包之间的依赖关系，发布应用；用户则可以以简单的方式查找、安装、升级、卸载应用程序。

我们可以将Helm看作Kubernetes下的apt-get/yum。Helm是一个用于kubernetes的包管理器。每个包称为一个Chart，一个Chart是一个目录（一般情况下会将目录进行打包压缩，形成name-version.tgz格式的单一文件，方便传输和存储）。

对于应用发布者而言，可以通过Helm打包应用，管理应用依赖关系，管理应用版本并发布应用到软件仓库。

对于使用者而言，使用Helm后不用需要了解Kubernetes的Yaml语法并编写应用部署文件，可以通过Helm下载并在kubernetes上安装需要的应用。

除此以外，Helm还提供了kubernetes上的软件部署，删除，升级，回滚应用的强大功能。

二、Helm组件及相关术语

1）Helm

Helm是一个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、发布以及创建和管理本地和远程的Chart仓库。

2）Tiller

Tiller是Helm的服务端，部署在Kubernetes集群中，Tiller用于接受Helm的请求，并根据Chart生成Kubernetes的部署文件，然后提交给kubernetes创建应用。Tiller还提供了Release的升级、删除、回滚等一系列功能。

3）Chart

Helm的软件包，采用TAR格式。类似于YUM的RPM包。其包含一组定义Kubernetes资源相关的YAML文件。

4）Repoistory

Helm的软件仓库，Repository 本质上是一个 Web 服务器，该服务器保存了一系列的 Chart 软件包以供用户下载，并且提供了一个该 Repository 的 Chart 包的清单文件以供查询。Helm 可以同时管理多个不同的 Repository。

5）Release

使用 helm install 命令在 Kubernetes 集群中部署的 Chart 称为 Release。

注意：Helm 中提到的 Release 和我们通常概念中的版本有所不同，这里的 Release 可以理解为 Helm 使用 Chart 包部署的一个应用实例。

三、Helm工作原理

工作流程图：

Chart Install 过程：
1）Helm从指定的目录或者tgz文件中解析出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Release；
4）Tiller将Release发送给Kubernetes用于生成Release；

Chart Update过程：
1）Helm从指定的目录或者tgz文件中解析出Chart结构信息；
2）Helm将要更新的Release的名称和Chart结构，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的名称传递给Tiller;
2）Tiller根据Release的名称查找History；
3）Tiller从History中获取上一个Release；
4）ler将上一个Release发送给Kubernetes用于替换当前Release；

四、部署Helm

1）安装Helm客户端

[[email protected] ~]#  wget https://get.helm.sh/helm-v2.14.3-linux-amd64.tar.gz
#从GitHub上下载Helm
[[email protected] ~]# tar zxf helm-v2.14.3-linux-amd64.tar.gz
[[email protected] ~]# mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/
[[email protected] ~]# chmod +x /usr/local/bin/helm
#只是为了获取一个Helm命令
[[email protected] ~]# echo ‘source <(helm completion bash)‘ >> /etc/profile
[[email protected] ~]# . /etc/profile
#设置命令可以自动补全

2）安装Tiller server

[[email protected] ~]# vim tiller-rbac.yaml            #编写yaml文件创建授权用户
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: tiller
  namespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: tiller
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: tiller
    namespace: kube-system
[[email protected] ~]# kubectl apply -f tiller-rbac.yaml
[[email protected] ~]# helm init --service-account=tiller
#初始化helm，并指定刚才创建的授权用户
[[email protected] ~]#  kubectl get pod -n kube-system |  grep tiller   #查看tiller的pod名称
tiller-deploy-8557598fbc-9xpsg   0/1     ErrImagePull   0          72s
#发现pod并没有运行，那是因为该pod使用的是某歌的镜像，国内下载不了，需要将镜像换成国内的镜像，这里选择阿里云
[[email protected] ~]# kubectl edit pod -n kube-system tiller-deploy-8557598fbc-9xpsg
#修改spec字段的image指定的镜像，修改前如下：
    image: gcr.io/kubernetes-helm/tiller:v2.14.3
#修改后如下：
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/tiller:v2.14.3
#修改后，如果没有自动下载，就想办法吧，比如说在tiller容器所在的节点手动下载下来镜像，然后重启该节点的kubelet，或重启该容器
[[email protected] ~]# kubectl get pod -n kube-system | grep tiller
tiller-deploy-8557598fbc-9xpsg   1/1     Running   0          6m3s
#必须保证tiller的Pod正常运行

3）配置Helm仓库

[[email protected] ~]# helm repo list           #查看仓库的详细信息
NAME    URL
stable  https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com
local   http://127.0.0.1:8879/charts
#默认情况下，仓库的地址是某歌，国内无法下载，需要更改为国内的仓库地址
[[email protected] ~]# helm repo add stable https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
#更改为国内阿里云的仓库地址
[[email protected] ~]# helm repo list
NAME    URL
stable  https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
local   http://127.0.0.1:8879/charts
#再次查看仓库地址，可以发现地址已经换成了阿里云的仓库地址
[[email protected] ~]# helm repo update                 # 更新一下Helm仓库
[[email protected] ~]# helm version                         #查看helm版本信息
Client: &version.Version{SemVer:"v2.14.3", GitCommit:"0e7f3b6637f7af8fcfddb3d2941fcc7cbebb0085", GitTreeState:"clean"}
Server: &version.Version{SemVer:"v2.14.3", GitCommit:"0e7f3b6637f7af8fcfddb3d2941fcc7cbebb0085", GitTreeState:"clean"}
#必须保证可以查看出来client和server，才可正常使用helm

4）测试Helm是否可以正常使用

[[email protected] ~]# helm search mysql      #搜索MySQL
#查看到的是charts包文件，查出来的版本是helm的Charts包的版本
[[email protected] ~]# helm inspect stable/mysql    #查看其详细信息
[[email protected] ~]# helm fetch stable/mysql        #下载搜索到的包到本地
[[email protected] ~]# helm install stable/mysql       #在线安装这个MySQL

如果上述测试命令都可以正常执行，则表示helm配置无误。

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