k8s 通過helm釋出應用

iqsing發表於2022-02-14

K8S

什麼是helm？

Helm 是 Kubernetes 的包管理器。Helm 是查詢、分享和使用軟體構建 Kubernetes 的最優方式。

在紅帽系的Linux中我們使用yum來管理RPM包，類似的，在K8s中我們可以使用helm來管理資源物件（Deployment、Service、Ingress...）實現K8s中應用的快速釋出、升級、維護和分享。helm官方文件

helm中的幾個關鍵概念

Chart 是Helm 中的包。包含一組用於部署應用程式的 K8s 資源物件定義（即資源清單的集合）。
Repository 即chart圖表的倉庫。我們可以從網路倉庫中搜尋、下載和安裝chart。
Release 即chart部署後的例項。通過helm install命令，在 Kubernetes 叢集上安裝該chart的新版本。

helm實現哪些功能？

Helm (v3版本)為 K8s 提供的功能包括：

通過單個 CLI 命令部署 Kubernetes 應用（chart）。實現本地chart的建立、管理和釋出。
Helm 將chart中資源物件配置檔案模板化，實現在多個叢集環境中重用一個 Helm chart，同時可打包進行網路共享。
Helm 通過自動維護髮布的所有版本來簡化 Kubernetes 應用程式的回滾，防止部署問題。
通過helm輕鬆實現 Kubernetes 中工作負載的 CI/CD 管道。

helm 基本使用

Helm可以用原始碼或構建的二進位制版本安裝。參考：安裝Helm

Artifact Hub 是一個開源專案,我們通過它來查詢、安裝或釋出k8s應用。

除了通過web搜尋，也可以通過helm命令列方式：

#helm search hub redis
URL                                               	CHART VERSION	APP VERSION     	DESCRIPTION
https://hub.helm.sh/charts/bitnami/redis          	16.4.0       	6.2.6           	Redis(TM) is an opensource, advanced key-value...
https://hub.helm.sh/charts/wenerme/redis          	16.4.0       	6.2.6           	Redis(TM) is an opensource, advanced key-value...
...

找到redis版本為6.2.6，chart版本16.4.0的包，訪問 url https://hub.helm.sh/charts/bitnami/redis 新版本已被重定向到artifacthub.io

由圖上資訊可以知redis是一個來自Bitnami倉庫（由VMware主導的開源軟體倉庫），通過驗證的版本，倉庫地址https://charts.bitnami.com/bitnami

要安裝這個應用我們應先將Bitnami倉庫新增到本地配置中。

#helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

安裝redis，release名稱為redis-dev

# helm install redis-dev bitnami/redis
NAME: redis-dev
LAST DEPLOYED: Sun Feb 13 20:09:30 2022
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
CHART NAME: redis
CHART VERSION: 16.4.0
APP VERSION: 6.2.6

這樣我們可以輕鬆釋出一個一主三從的redis叢集到k8s中

# helm list
NAME                           	NAMESPACE	REVISION	UPDATED                                	STATUS  	CHART 	APP VERSION
redis-dev                      	default  	1       	2022-02-13 20:09:30.755534484 +0800 CST	deployed	redis-16.4.0

Helm 通過向資源物件中新增標籤來跟蹤安裝在 Kubernetes 叢集上的chart。這些標籤看起來像app.kubernetes.io/managed-by=Helm和app.kubernetes.io/instance: myapp。

#  kubectl get all -l app.kubernetes.io/instance=redis-dev
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/redis-dev-master-0     1/1     Running   0          27m
pod/redis-dev-replicas-0   1/1     Running   0          27m
pod/redis-dev-replicas-1   1/1     Running   0          24m
pod/redis-dev-replicas-2   1/1     Running   0          23m

NAME                         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
service/redis-dev-headless   ClusterIP   None            <none>        6379/TCP   27m
service/redis-dev-master     ClusterIP   10.96.52.104    <none>        6379/TCP   27m
service/redis-dev-replicas   ClusterIP   10.96.230.162   <none>        6379/TCP   27m

NAME                                  READY   AGE
statefulset.apps/redis-dev-master     1/1     27m
statefulset.apps/redis-dev-replicas   3/3     27m

刪除redis-dev的釋出，將會移除標籤跟蹤的所有資源物件。

# helm uninstall redis-dev
release "redis-dev" uninstalled

建立自己的helm chart

顯然大多數時候我們更想釋出自己的應用到K8s中或者需要對將要釋出的開源軟體做一些配置上的修改，所以我們可以通過helm自己構建一個chart或者使用helm pull下載一個chart做修改後再上傳的內部或外部倉庫中。

下面來建立一個簡易的nginx chart

# helm create chart-nginx
Creating chart-nginx

chart的目錄結構，你可以刪除模板中的所有檔案自建或使用預設模板

# tree chart-nginx/
chart-nginx/
├── charts  #依賴的chart目錄
├── Chart.yaml #chart版本資訊
├── templates #資源物件模板目錄
│   ├── deployment.yaml
│   ├── _helpers.tpl
│   ├── hpa.yaml
│   ├── ingress.yaml
│   ├── NOTES.txt #提示資訊
│   ├── serviceaccount.yaml
│   ├── service.yaml
│   └── tests
│       └── test-connection.yaml
└── values.yaml #模板值

3 directories, 10 files

Chart.yaml宣告瞭版本資訊，我們可以進行自定義

# Chart.yaml
apiVersion: v2
name: chart-nginx
description: A Helm chart for Kubernetes
type: application
version: 0.1.0 #chart版本
appVersion: 1.0.0 #app版本

helm預設建立的模板檔案deployment.yaml如下：

helm 採用go模板，官方文件Chart模板

通過deployment模板中可以看到image的值會引用value檔案中定義的image.repository和tag，如果tag值為空則返回預設引用Chart.appVersion的值。

接著根據需要更新value.yaml檔案中image和service等相關資訊，同時關閉serviceAccount、ingress、hpa的建立。

模板檔案service.yaml定義好了type和pod的引用。

一個基本的nginx chart建立好了。通過helm template 命令渲染模板檢視一下

# helm template chart-nginx
---
# Source: chart-nginx/templates/service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: RELEASE-NAME-chart-nginx
  labels:
    helm.sh/chart: chart-nginx-0.1.0
    app.kubernetes.io/name: chart-nginx
    app.kubernetes.io/instance: RELEASE-NAME
    app.kubernetes.io/version: "1.0.0"
    app.kubernetes.io/managed-by: Helm
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 80
      targetPort: http
      protocol: TCP
      name: http
  selector:
    app.kubernetes.io/name: chart-nginx
    app.kubernetes.io/instance: RELEASE-NAME
---
# Source: chart-nginx/templates/deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: RELEASE-NAME-chart-nginx
  labels:
    helm.sh/chart: chart-nginx-0.1.0
    app.kubernetes.io/name: chart-nginx
...

再通過helm lint檢查語法

==> Linting chart-nginx
[INFO] Chart.yaml: icon is recommended

1 chart(s) linted, 0 chart(s) failed

ok，通過helm install釋出到k8s，參照NOTES說明可進行訪問。

# helm install chart-nginx --generate-name
NAME: chart-nginx-1644771770
LAST DEPLOYED: Mon Feb 14 01:02:50 2022
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
NOTES:
1. Get the application URL by running these commands:
  export NODE_PORT=$(kubectl get --namespace default -o jsonpath="{.spec.ports[0].nodePort}" services chart-nginx-1644771770)
  export NODE_IP=$(kubectl get nodes --namespace default -o jsonpath="{.items[0].status.addresses[0].address}")
  echo http://$NODE_IP:$NODE_PORT

檢視資源正常。

# kubectl get all -l app.kubernetes.io/name=chart-nginx
NAME                                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/chart-nginx-1644771770-69bbb4fdf8-gqdk7   1/1     Running   0          3m59s
pod/chart-nginx-1644771770-69bbb4fdf8-wwxw2   1/1     Running   0          3m59s

NAME                             TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/chart-nginx-1644771770   NodePort   10.96.231.61   <none>        80:32631/TCP   3m59s

NAME                                     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/chart-nginx-1644771770   2/2     2            2           3m59s

NAME                                                DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/chart-nginx-1644771770-69bbb4fdf8   2         2         2       3m59s

通過倉庫分發應用

首先通過helm packge將chart-nginx打包

# helm package chart-nginx
Successfully packaged chart and saved it to: .../../chart-nginx-0.1.0.tgz

建立chart私有倉庫，可參考開源專案chartmuseum，如有必要你也可將倉庫提交至artifacthub釋出到網際網路。

將chart-nginx-0.1.0.tgz上傳至倉庫後，通過curl列出chart資訊如下：

# curl http://192.168.1.123:8088/api/charts |python -m json.tool
{
    "chart-nginx": [
        {
            "apiVersion": "v2",
            "appVersion": "1.0.0",
            "created": "2022-02-13T17:37:43.653117345Z",
            "description": "A Helm chart for Kubernetes",
            "digest": "58a687be62a2a2a2b1dd177675bbc5aa49ac754df2219149bb4798636662b57c",
            "name": "chart-nginx",
            "type": "application",
            "urls": [
                "charts/chart-nginx-0.1.0.tgz"
            ],
            "version": "0.1.0"
        }
    ]
}

將倉庫新增到你的其他k8s叢集helm中，實現應用共享和釋出。

# helm repo add chartmuseum http://192.168.1.123:8088
"chartmuseum" has been added to your repositories

搜尋chart-nginx

# helm search repo chart-nginx
NAME                   	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION
chartmuseum/chart-nginx	0.1.0        	1.0.0      	A Helm chart for Kubernetes

通過倉庫釋出chart-nginx

# helm install my-chart-nginx chartmuseum/chart-nginx
NAME: my-chart-nginx
LAST DEPLOYED: Mon Feb 14 01:54:34 2022
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
...

以上我們對helm進行了基本介紹以及如何建立一個自己的helm chart,如何結合私有倉庫chartmuseum在K8s中釋出應用。

希望小作文對你有些許幫助，如果內容有誤請指正。通過部落格閱讀：iqsing.github.io

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