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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。在 Kubeapps Hub 中提供了包括 Redis、MySQL 和 Jenkins 等常见的应用，通过 helm 可以使用一条命令就能够将其部署安装在自己的 Kubernetes 集群中。

Helm 是管理 Kubernetes 包的工具，Helm 能提供下面的能力：

创建新的 charts(图表)
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

1.2 Helm 组件及相关术语

在 Helm 中有俩个主要的组件，即 Helm 客户端和 Tiller 服务器

1.2.1 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。

客户端负责如下的工作：

本地 chart 开发
管理仓库
与 Tiller 服务器交互（发送需要被安装的 charts、请求关于发布版本的信息、请求更新或者卸载已安装的发布版本）

1.2.2 Tiller

Tiller 是 Helm 的服务端，部署在 Kubernetes 集群中。Tiller 用于接收 Helm 的请求，并根据 Chart 生成 Kubernetes 的部署文件（ Helm 称为 Release ），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。

Tiller 服务器负责如下的工作：

监听来自于 Helm 客户端的请求
组合 chart 和配置来构建一个发布
在 Kubernetes 中安装，并跟踪后续的发布
通过与 Kubernetes 交互，更新或者 chart

1.2.3 Chart

Helm 的软件包，采用 TAR 格式。类似于 APT 的 DEB 包或者 YUM 的 RPM 包，其包含了一组定义 Kubernetes 资源相关的 YAML 文件。

1.2.4 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。

1.2.5 Release

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

注：需要注意的是：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。

1.3 架构

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。

Chart Install 过程：

Helm从指定的目录或者tgz文件中解析出Chart结构信息
Helm将指定的Chart结构和Values信息通过gRPC传递给Tiller
Tiller根据Chart和Values生成一个Release
Tiller将Release发送给Kubernetes运行。

Chart Update过程：

Helm从指定的目录或者tgz文件中解析出Chart结构信息
Helm将要更新的Release的名称和Chart结构，Values信息传递给Tiller
Tiller生成Release并更新指定名称的Release的History
Tiller将Release发送给Kubernetes运行

Chart Rollback过程：

Helm将要回滚的Release的名称传递给Tiller
Tiller根据Release的名称查找History
Tiller从History中获取上一个Release
Tiller将上一个Release发送给Kubernetes用于替换当前Release

二：部署 Helm

Helm 的安装方式很多，这里采用二进制的方式安装。更多安装方法可以参考 Helm 的官方帮助文档

2.1安装 helm 客户端

#wget https://get.helm.sh/helm-v2.14.3-linux-amd64.tar.gz
[[email protected] ~]# wget http://101.34.22.188/k8s/helm-v2.14.3-linux-amd64.tar.gz
[[email protected] ~]# tar zxvf 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 
[[email protected] ~]# echo 'source <(helm completion bash)' >> /etc/profile
[[email protected] ~]# . /etc/profile

添加常用repo
添加存储库：helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
更新存储库：helm repo update
查看存储库：helm repo list
删除存储库：helm repo remove aliyun

2.2安装 Tiller server（需要创建授权用户）

#创建授权用户
[[email protected] ~]# vim tiller-rbac.yaml   
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
[[email protected] ~]# kubectl get pod -n kube-system | grep tiller
[[email protected] ~]# kubectl edit pod tiller-deploy-8557598fbc-tvfsj -n kube-system
//编辑 pod 的 yaml 文件，将其使用的镜像改为国内阿里云的，默认是 Google 的镜像，下载不下来
//修改 spec 字段的 image 指定的镜像如下：
    image: gcr.io/kubernetes-helm/tiller:v2.14.3
//修改如下：
    image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/tiller:v2.14.3
//修改后，保存退出即可，它会去自动下载新镜像（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
//只要保证 tiller 的 pod 正常运行即可
tiller-deploy-8557598fbc-m986t   1/1     Running   0          7m54s

2.3配置 helm 仓库

[[email protected] ~]# helm repo list      //查看其仓库信息
NAME  	URL                                             
stable	https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com
//如上，默认是 Google，在国外，速度特别慢
local 	http://127.0.0.1:8879/charts    
//执行下面命令，更改为国内阿里云的仓库
[[email protected] ~]# helm repo add stable https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
[[email protected] ~]# helm repo list      //再次查看，可以发现更改生效了
NAME  	URL                                                   
stable	https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
local 	http://127.0.0.1:8879/charts        
[[email protected] ~]# helm repo update    //更新一下 helm 仓库
[[email protected] ~]# helm version        //查看 helm 版本信息，必须保证可以查看出来 client 和 server，才可正常使用 helm
Client: &version.Version{SemVer:"v2.14.3", GitCommit:"0e7f3b6637f7af8fcfddb3d2941fcc7cbebb0085", GitTreeState:"clean"}
Server: &version.Version{SemVer:"v2.14.3", GitCommit:"0e7f3b6637f7af8fcfddb3d2941fcc7cbebb0085", GitTreeState:"clean"}

2.4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] templates]# helm install stable/mysql     //在线安装这个 MySQL

三：helm仓库的基本操作

3.1 如何查看配置的存储库

helm repo list
 
helm search repo aliyun

删除存储库

helm repo remove aliyun

3.2使用helm快速部署一个应用

3.2.1使用搜索命令搜索应用

helm search repo 应用名称

[[email protected] k8s]# helm  search repo weave
NAME              	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION                                       
aliyun/weave-cloud	0.1.2        	           	Weave Cloud is a add-on to Kubernetes which pro...
aliyun/weave-scope	0.9.2        	1.6.5      	A Helm chart for the Weave Scope cluster visual...

3.2.2根据搜索内容选择安装

helm install 安装后应用的名称搜索之后应用的名称

3.2.3查看安装之后的状态

helm list
 
helm status 安装之后应用的名称

[[email protected] k8s]# helm list   #也可以使用helm ls   
NAME   	NAMESPACE	REVISION	UPDATED                                	STATUS  	CHART            	APP VERSION
ui-test	default  	1       	2022-08-10 19:52:48.561399142 +0800 CST	deployed	weave-scope-0.9.2	1.6.5      
[[email protected] k8s]#

当然我们也可以通过kubectl命令查看相关的pod是否创建成功

四：自定义chart

自定义选项是因为并不是所有的 chart 都能按照默认配置运行成功，可能会需要一些环境依赖，例如 PV。所以我们需要自定义 chart 配置选项，安装过程中有两种方法可以传递配置数据：

--values（或-f）：指定带有覆盖的 YAML 文件。这可以多次指定，最右边的文件优先
--set：在命令行上指定替代。如果两者都用，--set 优先级高

4.1使用命令创建chart

helm create chart名称

[[email protected] k8s]# helm create mychart
Creating mychart
[[email protected] k8s]# 
[[email protected] k8s]# ls mychart/
charts  Chart.yaml  templates  values.yaml
[[email protected] k8s]# cd mychart
[[email protected] mychart]# ls -al
总用量 12
drwxr-xr-x 4 root root   93 10月 23 20:01 .
drwxr-xr-x 6 root root  233 10月 23 20:01 ..
drwxr-xr-x 2 root root    6 10月 23 20:01 charts
-rw-r--r-- 1 root root  905 10月 23 20:01 Chart.yaml
-rw-r--r-- 1 root root  342 10月 23 20:01 .helmignore
drwxr-xr-x 3 root root  146 10月 23 20:01 templates
-rw-r--r-- 1 root root 1490 10月 23 20:01 values.yaml
[[email protected] mychart]#

分析一下相关目录的含义：

charts：普通文件夹，刚开始创建为空
Chart.yaml：用于配置当前chart的属性信息，可以作为全局变量提供给模板文件使用

templates：目标信息文件，里面有很多的yaml模板文件，我们使用helm创建应用相当于helm帮我去执行这些yaml文件了。

[[email protected] templates]# ls -al 
总用量 24
drwxr-xr-x 3 root root  146 10月 23 20:01 .
drwxr-xr-x 4 root root   93 10月 23 20:05 ..
-rw-r--r-- 1 root root 1626 10月 23 20:01 deployment.yaml
-rw-r--r-- 1 root root 1847 10月 23 20:01 _helpers.tpl
-rw-r--r-- 1 root root 1030 10月 23 20:01 ingress.yaml
-rw-r--r-- 1 root root 1581 10月 23 20:01 NOTES.txt
-rw-r--r-- 1 root root  207 10月 23 20:01 serviceaccount.yaml
-rw-r--r-- 1 root root  361 10月 23 20:01 service.yaml
drwxr-xr-x 2 root root   34 10月 23 20:01 tests
[[email protected] templates]#

因为我们需要自己自定义chart，因此我们可以修改这些yaml文件，也可以删除这些默认生成的yaml文件，然后自己重新写。

[[email protected] templates]# rm -rf *
[[email protected] templates]# ls
[[email protected] templates]# ls -al 
总用量 0
drwxr-xr-x 2 root root  6 10月 23 20:07 .
drwxr-xr-x 4 root root 93 10月 23 20:05 ..
[[email protected] templates]#

values.yaml：全局变量文件，提供给templates里面的yaml文件用

4.2在templates文件夹中创建两个yaml文件

为了方便得到service.yaml，我们事先创建了一个web1的服务，得到service.yaml文件之后，再删除这个服务。

4.3开始安装mychart

[[email protected] k8s]# helm install web1 mychart/
NAME: web1
LAST DEPLOYED: Sat Oct 23 20:25:23 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
[[email protected] k8s]# 
[[email protected] k8s]# kubectl get svc,pod 
NAME                          TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes            ClusterIP   10.1.0.1      <none>        443/TCP        108m
service/ui-test-weave-scope   ClusterIP   10.1.107.92   <none>        80/TCP         33m
service/web1                  NodePort    10.1.25.42    <none>        80:32142/TCP   25s
 
NAME                                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/weave-scope-agent-ui-test-gb42z                 1/1     Running   0          33m
pod/weave-scope-frontend-ui-test-77f49fbcd5-j6mrs   1/1     Running   0          33m
pod/web1-74b5695598-t65gj                           1/1     Running   0          25s
[[email protected] k8s]#

4.4更新应用

helm upgrade chart名称

更新应用的话，一般更新我们的宏定义变量

[[email protected] k8s]# helm upgrade web1 mychart/
Release "web1" has been upgraded. Happy Helming!
NAME: web1
LAST DEPLOYED: Sat Oct 23 20:29:06 2022
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 2
TEST SUITE: None
[[email protected] k8s]#

4.5删除应用

[[email protected] ~]# helm uninstall ui-test
release "ui-test" uninstalled
[[email protected] ~]#

4.6chart模板的使用

helm可以把我们的yaml文件统一做整体管理，另外可以让我们的yaml文件实现高效的复用。下面就试验如何实现yaml文件的高效的复用，即如何模板，我们动态的渲染模板，动态的传入参数。就是values.yaml使用。

yaml文件中大体中image，tag，label，port，replicas不同，即我们把它们当做宏定义。

4.6.1在values.yaml定义变量和值

[[email protected] mychart]# cat values.yaml 
# Default values for mychart.
# This is a YAML-formatted file.
# Declare variables to be passed into your templates.
replicas: 1
image: nginx
tag: 1.16
lable: nginx
port: 80
 
podSecurityContext: {}
[[email protected] mychart]#

4.6.2在具体的yaml中获取定义的变量值

通过一种表达式的形式使用全局变量，

{ { . Values.变量名称}}

{ { . Release.Name}} 表示取到当前版本的名称，保证每次部署的名字不一样，这是helm内置的对象属性。

helm常用的内置对象：

Release.Name	release 名称
Release.Name	release 名字
Release.Namespace	release 命名空间
Release.Service	release 服务的名称
Release.Revision	release 修订版本号，从 1 开始累加

首先是values.yaml

[[email protected] mychart]# cat values.yaml 
# Default values for mychart.
# This is a YAML-formatted file.
# Declare variables to be passed into your templates.
replicas: 1
image: nginx
tag: 1.16
label: nginx
port: 80
 
podSecurityContext: {}
[[email protected] mychart]#

然后就是templates里面的内容了