Kubernets基础-包管理工具Helm详解

什么是Helm?

Helm 是 Kubernetes 的一个非常流行的包管理工具，它使得在 Kubernetes 上部署应用程序变得更加简单。Helm 使用一种称为 Chart 的文件格式来打包应用配置，使得应用程序可以像软件包一样进行安装、删除和升级。下面是对 Helm 的详细介绍：

Helm 的基本概念

1. Chart：

   • Chart 是 Helm 的基础单元，它是一组文件的集合，描述了一个或多个 Kubernetes 资源（如 Deployment、Service、ConfigMap 等）。Chart 通常包含一个 values.yaml 文件，其中定义了可配置的参数；一个 Chart.yaml 文件，定义了 Chart 的元数据；以及一个 templates 目录，包含了 Kubernetes 资源的定义模板。

2. Repository：

   • Repository 是存储 Chart 的地方。Helm 有官方的 repository，同时也支持私有的 repository。Chart 可以从这些 repository 中拉取下来并安装。

3. Release：

   • Release 是安装 Chart 后的一个实例。当用户使用 Helm 安装一个 Chart 时，就会创建一个新的 Release。每个 Release 都有一个唯一的名称，这使得可以区分不同的安装实例。

Helm 的工作原理

1. 安装 Helm：

   • Helm 有两个主要的组件：客户端（Tiller）和服务器端（Helm CLI）。在 Helm v3 中，Tiller 已经被移除，现在 Helm CLI 直接与 Kubernetes API 交互。

2. 使用 Helm CLI：

   • 用户通过 Helm CLI 来执行命令，如 helm install、helm upgrade 或 helm delete 等。CLI 会读取 Chart 文件，并根据 values.yaml 中的配置值渲染模板。

3. 渲染模板：

   • 当执行安装或升级操作时，Helm 会使用 Go 模板语言来渲染 Chart 中的 YAML 文件，生成实际的 Kubernetes 资源定义。

4. 与 Kubernetes API 交互：

   • 渲染后的资源定义会通过 Kubernetes API 发送到集群上进行创建或更新。

Helm 的主要功能

1. 安装应用：

   • 使用 helm install 命令可以将 Chart 安装到 Kubernetes 集群中。

2. 升级应用：

   • 使用 helm upgrade 命令可以更新已安装的 Release 到新版本的 Chart 或者更改配置值。

3. 卸载应用：

   • 使用 helm uninstall 命令可以删除指定的 Release。

4. 搜索 Chart：

   • helm search 命令可以查找可用的 Chart，无论是从本地还是远程 repository。

5. 管理 repository：

   • 用户可以添加、更新或删除 repository，以便从不同的来源获取 Chart。

使用 Helm 的步骤

1. 安装 Helm CLI：

   • 在你的机器上安装 Helm 客户端。

2. 初始化 Helm（对于 Helm v2）：

   • 在 Helm v2 中，需要在集群内部部署 Tiller 服务。而在 Helm v3 中，这一步骤已被移除。

3. 添加 repository：

   • 使用 helm repo add 命令添加外部 repository。

4. 安装 Chart：

   • 使用 helm install 命令安装所需的 Chart。

5. 管理安装的 Chart：

   • 使用 helm status、helm list 和 helm uninstall 等命令来查看、升级或删除安装的 Chart。

Helm 为 Kubernetes 用户提供了一个强大的工具集来简化应用程序的部署和管理过程，尤其是在面对复杂的多服务应用时显得尤为重要。

values.yaml和Chart.yaml

在 Helm 中，values.yaml 和 Chart.yaml 是两个至关重要的文件，它们分别用于配置 Chart 的参数和描述 Chart 的基本信息。下面分别对这两个文件进行详细说明：

values.yaml 文件

values.yaml 文件包含了 Helm Chart 中可配置的变量值。这个文件定义了在渲染模板时所使用的默认值。用户可以在安装或升级 Chart 时覆盖这些默认值。values.yaml 文件通常包括以下几部分内容：

1. 应用程序配置：

   • 这部分通常包括了应用程序的基本配置信息，如数据库连接字符串、服务端口、环境变量等。

2. Kubernetes 资源配置：

   • 包括 Deployment、StatefulSet、DaemonSet 等资源的配置信息，比如副本数量、镜像标签、容器端口等。

3. 服务配置：

   • 如 Service 类型（ClusterIP、NodePort、LoadBalancer）、端口号等。

4. 持久卷配置：

   • 如果应用需要持久存储，那么这部分会配置 PersistentVolumeClaim 的相关信息，如存储大小、访问模式等。

5. Ingress 控制器配置：

   • 如果应用通过 Ingress 访问，那么可能会配置相关的主机名、路径、TLS 设置等。

6. 其他配置：

   • 包括 ConfigMaps、Secrets、PodSecurityPolicy 等其他 Kubernetes 资源的配置信息。

示例

# values.yaml 示例
replicaCount: 3
image:
  repository: nginx
  tag: latest
  pullPolicy: IfNotPresent
service:
  type: ClusterIP
  port: 80
ingress:
  enabled: true
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
  hosts:
    - chart-example.local

Chart.yaml 文件

Chart.yaml 文件描述了 Chart 的基本信息，它是 Chart 的元数据文件。这个文件告诉 Helm 关于 Chart 的所有必要信息，比如名字、版本号、描述、维护者等。Chart.yaml 文件通常包含以下字段：

1. apiVersion：

   • 版本号，指定了 Chart 使用的 Chart API 的版本。

2. name：

   • Chart 的名称，必须唯一。

3. version：

   • Chart 的版本号，遵循语义化版本号规范。

4. appVersion：

   • 应用程序本身的版本号，与 Chart 的版本号分开。

5. description：

   • Chart 的简短描述。

6. maintainers：

   • Chart 的维护者列表，每个维护者可以有自己的 name 和 email 字段。

7. sources：

   • Chart 的源代码 URL 列表。

8. dependencies：

   • Chart 依赖的其他 Chart 的列表，包括名称、版本范围和存储库名称。

9. keywords：

   • 用于索引的关键词列表。

10. home：

    • Chart 所代表的应用程序的主页 URL。

11. icon：

    • Chart 所代表的应用程序的图标 URL。

12. annotations：

    • 附加的元数据键值对。

示例

# Chart.yaml 示例
apiVersion: v2
name: mychart
version: 0.1.0
appVersion: 1.2.3
description: A Helm chart for Kubernetes
maintainers:
  - name: example
    email: example@example.com
sources:
  - https://github.com/example/mychart
dependencies:
  - name: mysql
    version: "1.2.3"
    repository: "https://example.github.io/charts/"
keywords:
  - web
  - application
home: https://example.com
icon: https://example.com/icon.png

这两个文件对于正确地使用和管理 Helm Chart 至关重要。正确配置它们可以使 Helm Chart 更易于使用和维护。