深入架构原理与实践

Helm

Helm 是由 Deis 公司开发的一种系统性管理和封装 Kubernetes 应用的解决方案，它参考了各大 Linux 发行版管理应用的思路，应用格式是 Chart。（相较于 yum 之 Centos， apt-get 之 Ubunut）。Helm 本质就是 Kubernetes 的包管理器，对于使用者而言，使用 Helm 后不用需要了解 Kubernetes 的 yaml 语法并编写应用部署文件，可以通过 Helm 一行命令下载并在 kubernetes 上安装需要的应用。

Helm 一开始的目标就很明确：如果说 Kubernetes 是云原生操作系统的话，那 Helm 就是要成为这个操作系统之上的应用商店和包管理工具。

相信读者朋友们知道 Linux 下的包管理工具和封装格式， 如 Debian 系的 apt-get 命令和 dpkg 格式，RHEL 洗的 yum 命令和 rpm 格式。在 Linux 系统中，有了包管理工具，我们只要知道应用的名称，就可以很方便地从应用仓库中下载、安装、升级、回滚等，而且包管理工具掌握着应用的依赖信息和版本变更情况，具备完整的自管理能力，每个应用依赖哪些前置的第三方库，在安装时都会一并处理好。

Helm 模拟的就是这种做法，它提出了与 Linux 包管理直接对应的 Chart 格式 和 Repoistory 应用仓库，另外针对 Kubernetes 中特有的一个应用要部署多个版本的特点，又提出了 Release 的专有观念。

总结使用 Helm 可以帮我们解决下面这些问题：

  • 高度可配置：Helm Charts 提供了高度可配置的选项，可以轻松自定义和修改应用程序的部署配置
  • 版本控制 ：Helm 允许管理应用程序的多个版本，从而轻松实现版本控制和回滚
  • 模板化：Helm Charts 使用 YAML 模板来定义 Kubernetes 对象的配置，从而简化了配置过程，并提高了可重复性和可扩展性
  • 应用程序库：Helm 具有应用程序库的概念，可以轻松地共享和重用 Helm Charts，从而简化了多个应用程序的部署和管理

Helm 的概念

在使用 Helm 之前，我们先需要理解如下几个核心概念

概念描述
ChartHelm 的打包格式，内部包含了一组相关的 kubernetes 资源
RepoistoryHelm 的软件仓库，用于存储 Charts
Release在 kubernetes 上运行的 Chart 实例，例如 一个 Redis Chart 想要运行两个实例，可以将 Redis Chart install 两次，并在每次安装生成自己的 Release 以及 Release 名称
ValueChart 参数，用于配置 kubernetes 对象
Template使用 Go 模版语言生成的 kubernetes 对象的定义文件

Helm 的工作流程

如下图所示， Helm 的工作流程总结如下：

  • 开发者首先创建并编辑 chart 配置
  • 接着打包并发布到 Helm 的仓库
  • 当管理员使用 helm 命令安装时， 相关的依赖会从仓库中下载
  • 接着 Helm 会根据下载的配置部署资源到 kubernetes 中

Chart 应用示例

WordPress
.
├── Chart.lock
├── Chart.yaml
├── README.md
├── templates
│   ├── NOTES.txt
│   ├── _helpers.tpl
│   ├── config-secret.yaml
│   ├── deployment.yaml
│   ├── hpa.yaml
│   ├── svc.yaml
│   └── ...
├── values.schema.json
└── values.yaml

Chart 包内有几个固定的配置文件： Chart.yaml 给出了 应用自身的详细信息（名称、版本、许可证、自述、说明等）， values.yaml 给出了所有可配置项目的预定义值。

从整体来说， Helm 提供了应用生命周期、版本、依赖项的管理功能，同时 Helm 还支持额外的插件扩展，能加加入 CI/CD 或者其他方面的辅助功能。

Helm 项目安装

Helm 提供了二进制以及脚本安装，我们这里使用二进制的方式安装。国内 Helm 镜像地址：https://mirrors.huaweicloud.com/helm/

  • 下载 需要的版本
  • 解压 tar -zxvf helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz
  • 在解压目录中找到 helm 程序，移动到需要的目录中 mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm

添加一个 chart 仓库。

helm repo add azure https://mirror.azure.cn/kubernetes/charts

搜索 chart

$ helm search repo redis
NAME                           	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION                                       
azure/prometheus-redis-exporter	3.5.1        	1.3.4      	DEPRECATED Prometheus exporter for Redis metrics  
azure/redis                    	10.5.7       	5.0.7      	DEPRECATED Open source, advanced key-value stor...

# 拉取chart包到本地
$ helm pull bitnami/redis-cluster --version 8.1.2
# 安装redis-ha集群，取名redis-ha，需要指定持存储类
$ helm install redis-cluster bitnami/redis-cluster --set global.storageClass=nfs,global.redis.password=xiagao --version 8.1.2
# 卸载
$ helm uninstall redis-cluste
Last Updated:
Contributors: isno