Kubernetes包管理器:Helm

Kubernetes Helm

Helm是k8s的包管理器,可将它看作k8s的apt-get/yum。Helm仓库里面只有配置清单文件,没有镜像,镜像还是由镜像仓库提供。

对于使用者而言,使用Helm的好处在于,不需要了解k8s的yaml应用部署文件,可以通过Helm下载文件并在k8s上安装相应的应用。目前Helm分为Helm 2和Helm 3,我这面用的是Helm 3。

官方网址:https://helm.sh/

1. 先决条件

想要成功和正确的使用Helm,需要以下前置条件:

  • 一个Kubernetes集群
  • 确定安装版本的安全配置
  • 安装和配置Helm

使用Helm,需要一个Kubernetes集群,对于Helm的最新版本,建议使用Kubernetes的最新稳定版,然后,也应该有一个本地的kubectl。

2. 支持的版本

Helm的版本用 x.y.z 描述,x是主版本,y是次版本,z是补丁版本。

从Helm 3开始,Helm编译时假定与针对n-3版本的Kubernetes兼容。由于Helm 2对Kubernetes次版本变更的支持严格一些,则假定与Kubernetes的n-1版本兼容。

例如,如果在使用Kubernetes 1.17客户端API版本编译的Helm 3版本,那么它应该可以安全地使用Kubernetes 1.17,1.16,1.15,以及1.14。如果在使用Kubernetes 1.16客户端API版本编译的Helm 2版本,那么它应该可以安全地使用Kubernetes 1.16和1.15。

不推荐将Helm用于比编译它所依赖的版本更高的Kubernetes版本,因为Helm并没有做出任何向前兼容的保证。

3. Helm相关术语

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。

② Chart

Chart 代表着Helm包。它包含在 Kubernetes 集群内部运行应用程序,工具或服务所需的所有资源定义。你可以把它看作是 Homebrew formula,Apt dpkg,或 Yum RPM 在Kubernetes 中的等价物。

③ Repository

Repository(仓库)是用来存放和共享 charts 的地方。它就像 Perl 的 CPAN 档案库网络 或是 Fedora 的 软件包仓库,只不过它是供 Kubernetes 包所使用的。Repository本质是一个Web服务器,该服务器保存了一系列的Chart软件包供用户下载,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。

④ Release

Release 是运行在 Kubernetes 集群中的 chart 的实例。一个 chart 通常可以在同一个集群中安装多次。每一次安装都会创建一个新的 release。以 MySQL chart为例,如果想在集群中运行两个数据库,你可以安装该chart两次。每一个数据库都会拥有它自己的 release 和 release name。

4. 安装Helm

Helm项目提供了两种获取和安装Helm的方式。

4.1 用二进制版本安装

每个Helm版本都提供了各种操作系统的二进制版本,这些版本可以手动下载和安装。

① 下载需要的版本

② 解压

[root@k8s-master mysoft]# tar -zxvf helm-v3.11.3-linux-amd64.tar.tar

③ 在解压目录中找到helm程序,移动到需要的目录中

[root@k8s-master linux-amd64]# mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/

然后就可以执行客户端程序并添加稳定仓库

[root@k8s-master linux-amd64]# helm version
version.BuildInfo{Version:"v3.11.3", GitCommit:"323249351482b3bbfc9f5004f65d400aa70f9ae7", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.20.3"}
[root@k8s-master linux-amd64]# helm -h
The Kubernetes package manager

Common actions for Helm:

- helm search:    search for charts
- helm pull:      download a chart to your local directory to view
- helm install:   upload the chart to Kubernetes
- helm list:      list releases of charts

Environment variables:
......

4.2 使用脚本安装

Helm现在有个安装脚本可以自动拉取最新的Helm版本并在本地安装。

可以获取这个脚本并在本地执行。

$ curl -fsSL -o get_helm.sh https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3
$ chmod 700 get_helm.sh
$ ./get_helm.sh

如果想直接执行安装,运行 curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash。

5. 配置仓库

① 添加公用的仓库

[root@k8s-master ~]# helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

② 配置helm阿里源地址

[root@k8s-master ~]# helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts

③ 查看仓库

[root@k8s-master ~]# helm repo list
NAME    URL                                                   
azure   http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts              
moikot  https://moikot.github.io/helm-charts                  
harbor  https://helm.goharbor.io                              
bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami                    
aliyun  https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts

完成后,我们可以查看可以被安装的Charts列表:

[root@k8s-master ~]# helm search repo bitnami

[root@k8s-master ~]# helm search repo aliyun

6. Chart

Helm使用的包格式称为chart。chart就是一个描述Kubernetes相关资源的文件集合。单个chart可以用来部署一些简单的,类似于memcache pod,或者某些复杂的HTTP服务器以及Web全栈应用、数据库、缓存等等。

Chart是作为特定目录布局的文件被创建的,它们可以打包到要部署的版本存档中。

如果想下载和查看一个发布的chart,但不安装它,那么可以用这个命令:helm pull chartrepo/chartname。

6.1 Chart文件结构

chart是一个组织在文件目录中的集合。目录名称就是chart名称(没有版本信息)。比如,描述WordPress的chart可以存储在wordpress/目录下。

在这个目录中,Helm可以匹配如下结构:

wordpress/
  Chart.yaml          # 包含了chart信息的YAML文件
  LICENSE             # 可选: 包含chart许可证的纯文本文件
  README.md           # 可选: 可读的README文件
  values.yaml         # chart 默认的配置值
  values.schema.json  # 可选: 一个使用JSON结构的values.yaml文件
  charts/             # 包含chart依赖的其他chart
  crds/               # 自定义资源的定义
  templates/          # 模板目录, 当和values 结合时,可生成有效的Kubernetes manifest文件
  templates/NOTES.txt # 可选: 包含简要使用说明的纯文本文件

Helm保留使用charts/,crds/,templates/目录,以及列举出的文件名,其它文件保持原样。

6.2 Chart.yaml文件

Chart.yaml文件是chart必需的。包含如下字段:

apiVersion: chart API 版本 (必需)
name: chart名称 (必需)
version: 语义化2 版本(必需)
kubeVersion: 兼容Kubernetes版本的语义化版本(可选)
description: 一句话对这个项目的描述(可选)
type: chart类型 (可选)
keywords:
  - 关于项目的一组关键字(可选)
home: 项目home页面的URL (可选)
sources:
  - 项目源码的URL列表(可选)
dependencies: # chart 必要条件列表 (可选)
  - name: chart名称 (nginx)
    version: chart版本 ("1.2.3")
    repository: (可选)仓库URL ("https://example.com/charts") 或别名 ("@repo-name")
    condition: (可选) 解析为布尔值的yaml路径,用于启用/禁用chart (e.g. subchart1.enabled )
    tags: # (可选)
      - 用于一次启用/禁用 一组chart的tag
    import-values: # (可选)
      - ImportValue 保存源值到导入父键的映射。每项可以是字符串或者一对子/父列表项
    alias: (可选) chart中使用的别名。当你要多次添加相同的chart时会很有用
maintainers: # (可选)
  - name: 维护者名字 (每个维护者都需要)
    email: 维护者邮箱 (每个维护者可选)
    url: 维护者URL (每个维护者可选)
icon: 用做icon的SVG或PNG图片URL (可选)
appVersion: 包含的应用版本(可选)。不需要是语义化,建议使用引号
deprecated: 不被推荐的chart (可选,布尔值)
annotations:
  example: 按名称输入的批注列表 (可选).

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