Kubernetes 包管理工具 Helm

Helm 是 Kubernetes 的包管理器，Kubernetes 是一个开源容器编排平台。 Helm 通过提供一种将应用程序及其依赖项打包、版本化和管理为可重用、可共享的 Helm Chart 的方法，简化了在 Kubernetes 集群上部署和管理应用程序的过程。

以下是与 Helm 相关的一些关键概念的细分：

图表：图表是预先配置的 Kubernetes 资源包，用于定义、安装和管理应用程序或服务。图表可能包含用于部署 Pod、服务、部署、配置映射等的 YAML 清单，以及用于自定义的模板和值文件。

模板：Helm 使用 Go 模板来实现 Kubernetes 清单的参数化和动态生成。这允许用户轻松自定义部署，而无需直接修改底层 YAML 文件。

值：值文件用于向 Helm 图表提供配置参数。这些参数可以在图表的模板中使用，以根据特定要求自定义部署。

存储库：Helm 图表存储在存储库中，存储库可以是公共的（如官方 Helm Hub），也可以是私有的。 Helm 允许您添加、更新和删除存储库以发现和安装图表。

发布：发布是部署到 Kubernetes 集群上的图表实例。每个版本都有唯一的名称，并且可以独立管理，包括升级、回滚和卸载。

总体而言，Helm 通过提供标准化的方式来打包、部署和管理复杂 Kubernetes 应用程序，从而简化了管理复杂 Kubernetes 应用程序的过程，从而促进 Kubernetes 生态系统内的可重用性和协作。

三大概念

Chart 是一个 Helm 包。它包含在 Kubernetes 集群内运行应用程序、工具或服务所需的所有资源定义。可以将其视为 Kubernetes 版的 Homebrew 公式、Apt dpkg 或 Yum RPM 文件。

Repository 是可以收集和共享 Chart 的地方。它类似于 Perl 的 CPAN 存档或 Fedora 包数据库，但适用于 Kubernetes 包。

Release 是在 Kubernetes 集群中运行的 Chart 实例。一个 Chart 通常可以多次安装到同一个集群中。每次安装时都会创建一个新版本。考虑一个 MySQL Chart。如果您希望集群中运行两个数据库，则可以安装该 Chart 两次。每个数据库都有自己的版本，而版本又有自己的版本名称。

考虑到这些概念，我们现在可以这样解释 Helm：

Helm 将 Chart 安装到 Kubernetes 中，为每个安装创建一个新版本。要查找新图表，您可以搜索 Helm 图表存储库。

安装 Helm

$ brew install helm

使用 Helm

‘helm search’：Finding Charts 查找图表

Helm 附带一个强大的搜索命令。它可用于搜索两种不同类型的源：

helm search hub 搜索 Artifact Hub，其中列出了来自数十个不同存储库的 helm 图表。
helm search repo 搜索您已添加到本地 helm 客户端的存储库（使用 helm repo add）。此搜索通过本地数据完成，不需要公共网络连接。

$ helm search hub wordpress

helm search hub 会公开 artifacthub.io 上位置的 URL，但不公开实际的 Helm 存储库。helm search hub –list-repo-url 会公开实际的 Helm 存储库 URL，这在您想要添加新存储库时非常有用：helm repo add [NAME] [URL]。

使用 helm search repo，您可以在已添加的存储库中找到图表的名称：

$ helm repo add brigade https://brigadecore.github.io/charts
$ helm search repo brigade

‘helm install’: Installing a Package

Using Helm

$ helm upgrade --install helm-example ./helm-chart-example --dry-run --debug
#$ helm upgrade --install helm-example ./helm-chart-example

$ helm uninstall helm-example

$ helm install happy-panda bitnami/wordpress

现在 wordpress chart 已安装。请注意，安装 chart 会创建一个新的发布对象。上面的发布名为 happy-panda。（如果您希望 Helm 为您生成名称，请忽略发布名称并使用 –generate-name。）

在安装过程中，helm 客户端将打印有关创建了哪些资源、发布状态如何以及您是否可以或应该采取其他配置步骤的有用信息。

Helm 不会等到所有资源都运行完毕后才退出。许多图表需要大小超过 600MB 的 Docker 镜像，并且可能需要很长时间才能安装到集群中。

要跟踪发布状态或重新读取配置信息，您可以使用 helm status：

$ helm status happy-panda

$ helm upgrade --install --create-namespace myChart ./path/to/my/chart \
  --set image.tag=v1.0.0 \
  --set env=production \
  --set environment.SENDGRID_APIKEY=myKey \
  --set environment.DEFAULT_FROM_ADDRESS="my@email.com" \
  --set environment.DEFAULT_FROM_NAME="Lucas Santos"

安装前自定义图表

我们这里的安装方式只会使用此图表的默认配置选项。很多时候，您需要自定义图表以使用您喜欢的配置。

要查看图表上可配置的选项，请使用 helm show values：

$ helm show values bitnami/wordpress

$ echo '{mariadb.auth.database: user0db, mariadb.auth.username: user0}' > values.yaml
$ helm install -f values.yaml bitnami/wordpress --generate-name

上述命令将创建一个名为 user0 的默认 MariaDB 用户，并授予此用户对新创建的 user0db 数据库的访问权限，但将接受该图表的所有其他默认值。

在安装期间传递配置数据有两种方法：

–values（或 -f）：指定带有覆盖的 YAML 文件。可以多次指定，最右边的文件将优先 –set：在命令行上指定覆盖。

更多安装方法

helm install 命令可以从多个来源安装：

图表存储库（如上所示）
本地图表存档（helm install foo foo-0.1.1.tgz）
解压后的图表目录（helm install foo path/to/foo）
完整 URL（helm install foo https://example.com/charts/foo-1.2.3.tgz）

‘helm upgrade’ and ‘helm rollback’: Upgrading a Release, and Recovering on Failure

安装/升级/回滚的有用选项您可以指定其他几个有用的选项，以在安装/升级/回滚期间自定义 Helm 的行为。请注意，这不是 CLI 标志的完整列表。要查看所有标志的描述，只需运行 helm –help。

–timeout：等待 Kubernetes 命令完成的 Go 持续时间值。默认为 5m0s。
–wait：等待所有 Pod 处于就绪状态、PVC 已绑定、部署具有最小（所需减去 maxUnavailable）Pod 处于就绪状态并且服务具有 IP 地址（如果是 LoadBalancer 则为 Ingress），然后将发布标记为成功。它将等待 –timeout 值的时间。如果达到超时，发布将被标记为失败。注意：在 Deployment 的副本设置为 1 且 maxUnavailable 未设置为 0（作为滚动更新策略的一部分）的情况下，–wait 将返回就绪状态，因为它已满足就绪状态的最小 Pod。
–no-hooks：这将跳过命令的运行钩子
–recreate-pods（仅适用于升级和回滚）：此标志将导致重新创建所有 Pod（属于部署的 Pod 除外）。（在 Helm 3 中已弃用）

‘helm uninstall’: Uninstalling a Release

从上面的输出中，我们可以看到 happy-panda 版本已被卸载。

在以前的 Helm 版本中，删除版本时，会保留删除记录。在 Helm 3 中，删除也会删除版本记录。如果您希望保留删除版本记录，请使用 helm uninstall –keep-history。使用 helm list –uninstalled 将仅显示使用 –keep-history 标志卸载的版本。

helm list –all 标志将显示 Helm 保留的所有版本记录，包括失败或已删除项目的记录（如果指定了 –keep-history）：

$ helm list --all

请注意，由于现在默认删除发布，因此不再可能回滚已卸载的资源。

‘helm repo’: Working with Repositories

$ helm repo list

可以使用 helm repo add [NAME] [URL] 添加新存储库：

$ helm repo add dev https://example.com/dev-charts

由于图表存储库经常更改，因此您可以随时通过运行 helm repo update 来确保您的 Helm 客户端是最新的。

可以使用 helm repo remove 删除存储库。

Creating Your Own Charts

$ helm create deis-workflow

现在 ./deis-workflow 中有一个图表。您可以编辑它并创建自己的模板。

在编辑图表时，您可以通过运行 helm lint 来验证它是否格式正确。

当需要将图表打包以供分发时，您可以运行 helm package 命令：

$ helm package deis-workflow
$ helm install deis-workflow ./deis-workflow-0.1.0.tgz

结论

本章介绍了 helm 客户端的基本使用模式，包括搜索、安装、升级和卸载。它还介绍了一些有用的实用程序命令，如 helm status、helm get 和 helm repo。

有关这些命令的更多信息，请查看 Helm 的内置帮助：helm help。

在下一章中，我们将介绍开发图表的过程。