Helm - Kubernetes服务编排的利器

Helm介绍

　　在Kubernetes中部署容器云应用（容器或微服务编排）是一项有挑战性的工作，Helm就是为了简化在Kubernetes中安装部署容器云应用的一个客户端工具。通过Helm能够帮助开发者定义、安装和升级Kubernetes中的容器云应用。同时，也可以通过Helm进行容器云应用的分享。

　　Helm的整体架构如下图（图片来源-Kubernetes中文社区）所示：

　　Helm架构由Helm客户端、Tiller服务器端和Chart仓库所组成；Tiller部署在Kubernetes中，Helm客户端从Chart仓库中获取Chart安装包，并将其安装部署到Kubernetes集群中。

Helm是管理Kubernetes包的工具，Helm能提供以下能力：

创建新的charts
将charts打包成tgz文件
与chart仓库交互
安装和卸载Kubernetes的应用
管理使用Helm安装的charts的生命周期

在Helm中，有三个需要了解的重要概念：

chart：是创建Kubernetes应用实例的信息集合
config：创建发布对象的chart的配置信息
release：chart的运行实例，包含特定的config

安装Helm

注：有些文件或镜像在国内可能无法下载，可以通过此地址获取：https://pan.baidu.com/s/1yVUCz7wGYie8hkzQaNc3eg

1. 在Master中下载安装Helm的客户端，可根据需要下载对应的版本，这里使用的版本是2.8.2。

curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-helm/helm-v2.8.2-linux-amd64.tar.gz

tar xzf helm-v2.8.2-linux-amd64.tar.gz

mv linux-amd64/helm /usr/local/bin

helm version查看信息：

服务端Tiller还未安装，因此无法获取信息。

注：如果helm-v2.8.2-linux-amd64.tar.gz无法下载，可以从上面的链接中获取。

2. 安装Tiller。

helm init

注：如果初始化失败，可以把上面的链接中的.helm目录拷贝到master的root目录下。tiller的镜像文件也可以从目录获取。

如果出现了“Error:Get https://10.96.0.1:443/version:dial tcp 10.96.0.1:443:i/o timeout.”的问题，可以参考我的回答来解决：

https://github.com/kubernetes/helm/issues/3347#issuecomment-385468128

使用helm version查看Helm版本，如下表示客户端、服务端都安装完成：

Kubernetes 1.6+版本加入了RBAC的机制，因此需要添加Role Binding：

kubectl create clusterrolebinding add-on-cluster-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:default

准备Java微服务

1. 打包jar

mvn package

2. 准备Dockerfile

FROM java:8u111-jre
RUN mkdir /app
COPY . /app
WORKDIR /app
CMD ["java","-Xmx4g","-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom","-jar","hello-1.0.0.jar"]

3. 拷贝打包好的jar包以及Dockerfile到node虚拟机

4. 打包docker镜像

docker build -t hello:1.0.0 .

准备.Net Core微服务

1. 发布项目

dotnet publish -c Release

2. 准备Dockerfile

FROM microsoft/aspnetcore:2.0
COPY . /app
WORKDIR /app

EXPOSE 5000/tcp
ENV ASPNETCORE_URLS http://*:5000

ENTRYPOINT ["dotnet", "HelloTest.dll"]

3. 拷贝打包好的程序包以及Dockerfile到node虚拟机

4. 打包docker镜像

docker build -t hello-test:1.0.0 .

使用Helm部署蓝图（Chart）

这里演示如何通过helm完成上面两个微服务的部署。

1. 创建chart

helm create hello-test

2. 在templates目录中放入相应的部署脚本

3. 打包chart

helm package hello-test

4. 检查chart

helm lint hello-test

缺少chart的图标，但不影响，可以忽略。

5. 调试chart

helm install ./hello-test-0.1.0.tgz --debug --dry-run

调试模式不会真的部署，通过helm list来查看：

6. 通过chart部署release

helm install --name hello-test ./hello-test-0.1.0.tgz

helm ls

kubectl get po

查看结果

java服务：

.Net Core服务（调用java服务）：

7. 删除release

helm delete hello-test

kubectl get po

helm ls -a

hello-test还在，但状态是DELETED，表示可以重用。如果想彻底删除，可以通过helm delete hello-test --purge来删除

使用.Net Core来进行部署

使用的组件是：https://github.com/qmfrederik/helm/。

1. 核心代码：

[Route("api/releases")]
public class ReleaseController : Controller
{
    [HttpPost("{name}")]
    public async Task<IActionResult> Install(string name, IFormFile file)
    {
        var client = await GetClient();

        using (var stream = new MemoryStream())
        {
            await file.CopyToAsync(stream);
            var chart = ChartPackage.Open(stream);
            var release = await client.InstallRelease(chart.Serialize(), string.Empty, name, true);
            return Ok(release.Manifest);
        }
    }

    [HttpDelete("{name}/{purge}")]
    public async Task<IActionResult> Uninstall(string name, bool purge)
    {
        var client = await GetClient();
        var result = await client.UninstallRelease(name, purge);
        return Ok(result.Info);
    }

    [HttpPut("{name}")]
    public async Task<IActionResult> Update(string name, IFormFile file)
    {
        var client = await GetClient();

        using (var stream = new MemoryStream())
        {
            await file.CopyToAsync(stream);
            var chart = ChartPackage.Open(stream);
            var release = await client.UpdateRelease(chart.Serialize(), string.Empty, name);
            return Ok(release.Manifest);
        }
    }

    [HttpPut("{name}/{version}")]
    public async Task<IActionResult> Rollback(string name, int version)
    {
        var client = await GetClient();
        var result = await client.RollbackRelease(name, version);
        return Ok(result.Info);
    }

    private static async Task<TillerClient> GetClient()
    {
        var kubeconfig = System.IO.File.ReadAllText("admin.conf");
        var config = KubernetesClientConfiguration.BuildConfigFromConfigFile(kubeconfig: kubeconfig);
        var kubernetes = new Kubernetes(config);

        var locator = new TillerLocator(kubernetes);
        var endPoint = await locator.Locate();
        var client = new TillerClient(endPoint.ToString());
        return client;
    }
}

注：这里需要获取Kubernetes的admin.config的证书，该证书在master节点上：/etc/kubernetes/admin.conf。

2. 参考上述准备.Net Core微服务的步骤，完成helm-client的镜像打包及部署。

注：需要把admin.conf拷贝到镜像中：

3. 准备yaml文件helm-client.yaml并完成部署

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: helm-client
  labels:
    app: helm-client
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: helm-client
    spec:
      nodeSelector:
        kubernetes.io/role: node
      containers:
      - name: helm-client
        image: helm-client:1.0.0
        ports:
        - containerPort: 5000

---

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: helm-client
  labels:
    app: helm-client
  namespace: default
spec:
  selector:
    app: helm-client
  type: NodePort
  ports:
  - name: helm-client
    nodePort: 30000
    port: 5000
    protocol: TCP
    targetPort: 5000