Kubernetes(k8s)包管理工具Helm：Helm包管理
目录
一.系统环境
本文主要基于Kubernetes1.21.9和Linux操作系统CentOS7.4。
服务器版本
docker软件版本
Kubernetes(k8s)集群版本
CPU架构
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)
Docker version 20.10.12
v1.21.9
x86_64
Kubernetes集群架构：k8scloude1作为master节点，k8scloude2，k8scloude3作为worker节点。
服务器
操作系统版本
CPU架构
进程
功能描述
k8scloude1/192.168.110.130
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)
x86_64
docker，kube-apiserver，etcd，kube-scheduler，kube-controller-manager，kubelet，kube-proxy，coredns，calico
k8s master节点
k8scloude2/192.168.110.129
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)
x86_64
docker，kubelet，kube-proxy，calico
k8s worker节点
k8scloude3/192.168.110.128
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)
x86_64
docker，kubelet，kube-proxy，calico
k8s worker节点
二.前言
在Kubernetes中，部署一个应用程序需要进行多个步骤，其中包括创建ConfigMap、Secret和Deployment等对象。但是，使用Helm这样的基于Kubernetes的包管理器，可以将所有这些操作打包成一个Chart，从而简化了应用程序的部署流程和管理。
使用Helm进行包管理的前提是已经有一套可以正常运行的Kubernetes集群，关于Kubernetes(k8s)集群的安装部署，可以查看博客《Centos7 安装部署Kubernetes(k8s)集群》https://www.cnblogs.com/renshengdezheli/p/16686769.html。
三.包管理工具Helm简介
Helm是一个基于Kubernetes的包管理器，它由两部分组成：Helm客户端和Tiller服务器。Helm客户端从称为Chart Repositories的位置获取预配置的Charts，然后使用Tiller将它们安装到Kubernetes集群中。
Helm是一个开源项目，旨在简化Kubernetes应用程序的安装和部署。它允许您将应用程序打包为一个称为Chart的可重复的包，并在Kubernetes集群中部署和管理这些应用程序。
具体来说，Helm解决了以下问题：
- 将Kubernetes应用程序打包到chart中，使其易于分享和重用。
- 管理应用程序依赖关系，因此不需要手动下载或配置库。
- 轻松升级应用程序，通过使用helm upgrade命令，在没有任何停机时间的情况下更新已部署的应用程序。
- 通过使用helm rollback命令，回滚到以前的版本，以防出现故障。
- 在不同的Kubernetes集群之间轻松移植应用程序。
Kubernetes的Helm Chart是一种用于部署应用程序的包管理器，允许用户描述、安装和升级复杂的应用程序。它是一个预定义模板的集合，这些模板描述了在Kubernetes中运行应用程序所需的所有资源，如Pod、Service、Ingress、ConfigMap等。
每个Chart都描述了一个Kubernetes资源的集合，例如一个应用程序或数据库。Chart中包含最终用户所需的所有信息，如Docker镜像名称、端口号和环境变量等。通过使用Helm，我们可以更轻松地部署和管理Kubernetes应用程序。
Helm Chart由多个文件组成，其中包括：
- Chart.yaml：定义了当前Chart的版本、名称、描述和依赖项。
- values.yaml：包含了指定Chart的默认值或者用户自定义的值。
- templates目录：包含了要在Kubernetes中部署的所有资源定义文件。
使用Helm Chart可以帮助用户避免手动创建资源的复杂性和重复性，使得应用程序的部署更加容易和快速，并且支持在不同的环境中轻松地重现相同的配置。此外，还可以通过命令行修改values.yaml中的值来定制化每个Chart实例的特定配置。
四.安装部署helm
创建放helm文件的目录。
[root@k8scloude1 ~]# mkdir helm
[root@k8scloude1 ~]# cd helm/创建helm命名空间。
[root@k8scloude1 helm]# kubectl create ns helm
namespace/helm created切换命名空间。
[root@k8scloude1 helm]# kubens helm
Context "kubernetes-admin@kubernetes" modified.
Active namespace is "helm".下载最新版的 helm，下载地址为： https://github.com/helm/helm/releases，提前下载所需要的文件 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz 及对应的 checksum 文件。
[root@k8scloude1 helm]# ls
helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum下载安装 helm 的脚本。
[root@k8scloude1 helm]# curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/master/scripts/get-helm-3 > get
% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
100 11156 100 11156 0 0 10041 0 0:00:01 0:00:01 --:--:-- 10041
[root@k8scloude1 helm]# ls
get helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum因为此脚本会自动到互联网去下载最新版的 helm，所以我们需要修改此脚本以实现使用本地已经下载好的 helm 文件。主要修改如下三个地方 ，因为我们已经下载的 helm 版本是 v3.8.0 版本，所以先修改 get 文件直接指定 helm 的版本 为v3.8.0： 在 get 103~105 行里 checkDesiredVersion 函数，改为下面内容：
[root@k8scloude1 helm]# vim get
103 checkDesiredVersion() {
104 TAG=v3.8.0
105 }
126 downloadFile() {
127 HELM_DIST="helm-$TAG-$OS-$ARCH.tar.gz"
128 DOWNLOAD_URL="https://get.helm.sh/$HELM_DIST"
129 CHECKSUM_URL="$DOWNLOAD_URL.sha256"
130 HELM_TMP_ROOT="$(mktemp -dt helm-installer-XXXXXX)"
131 HELM_TMP_FILE="$HELM_TMP_ROOT/$HELM_DIST"
132 HELM_SUM_FILE="$HELM_TMP_ROOT/$HELM_DIST.sha256"
133 echo "Downloading $DOWNLOAD_URL"
134 cp helm-v3.8.0* $HELM_TMP_ROOT
135 }
161 verifyChecksum() {
162 printf "Verifying checksum... "
163 local sum=$(openssl sha1 -sha256 ${HELM_TMP_FILE} | awk '{print $2}')
164 local expected_sum=$(cat ${HELM_SUM_FILE})
165 echo "Done."
166 }赋予可执行权限。
[root@k8scloude1 helm]# chmod +x get
[root@k8scloude1 helm]# ll
总用量 13324
-rwxr-xr-x 1 root root 10177 2月 19 16:09 get
-rw-r--r-- 1 root root 13626774 2月 19 15:55 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz
-rw-r--r-- 1 root root 97 2月 19 15:56 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum重命名checksum文件。
[root@k8scloude1 helm]# cp helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256
[root@k8scloude1 helm]# ll -h
总用量 14M
-rwxr-xr-x 1 root root 10K 2月 19 16:09 get
-rw-r--r-- 1 root root 13M 2月 19 15:55 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz
-rw-r--r-- 1 root root 97 2月 19 16:11 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256
-rw-r--r-- 1 root root 97 2月 19 15:56 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum运行 get。
[root@k8scloude1 helm]# ./get
Downloading https://get.helm.sh/helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz
Verifying checksum... Done.
Preparing to install helm into /usr/local/bin
helm installed into /usr/local/bin/helm
[root@k8scloude1 helm]# helm version
version.BuildInfo{Version:"v3.8.0", GitCommit:"d14138609b01886f544b2025f5000351c9eb092e", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.17.5"}helm安装成功 。
[root@k8scloude1 helm]# ls /usr/local/bin/helm
/usr/local/bin/helm五.配置helm以及helm常用命令
helm默认不支持tab键自动补全命令，配置helm自动补全。
[root@k8scloude1 helm]# vim /etc/profile
#在/etc/profile里添加source <(helm completion bash)
[root@k8scloude1 helm]# grep helm /etc/profile
source <(helm completion bash)
[root@k8scloude1 helm]# source /etc/profile查看helm版本，现在就可以自动补全命令了。
[root@k8scloude1 helm]# helm version
version.BuildInfo{Version:"v3.8.0", GitCommit:"d14138609b01886f544b2025f5000351c9eb092e", GitTreeState:"clean",
GoVersion:"go1.17.5"}查看helm现在的仓库源。
[root@k8scloude1 helm]# helm repo list
Error: no repositories to show添加微软的源。
[root@k8scloude1 helm]# helm repo add azure http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
"azure" has been added to your repositories添加阿里的源。
[root@k8scloude1 helm]# helm repo add ali https://apphub.aliyuncs.com
"ali" has been added to your repositories查看helm现在的仓库源。
[root@k8scloude1 helm]# helm repo list
NAME URL
azure http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
ali https://apphub.aliyuncs.com删除仓库源并重新添加。
[root@k8scloude1 helm]# helm repo rm ali
"ali" has been removed from your repositories
[root@k8scloude1 helm]# helm repo list
NAME URL
azure http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
[root@k8scloude1 helm]# helm repo add ali https://apphub.aliyuncs.com
"ali" has been added to your repositories
[root@k8scloude1 helm]# helm repo list
NAME URL
azure http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
ali https://apphub.aliyuncs.com在仓库里搜索可用的mysql。
[root@k8scloude1 helm]# helm search repo mysql
NAME CHART VERSION APP VERSION DESCRIPTION
ali/mysql 6.8.0 8.0.19 Chart to create a Highly available MySQL cluster
ali/mysqldump 2.6.0 2.4.1 A Helm chart to help backup MySQL databases usi...
ali/mysqlha 1.0.0 5.7.13 MySQL cluster with a single master and zero or ...
ali/prometheus-mysql-exporter 0.5.2 v0.11.0 A Helm chart for prometheus mysql exporter with...
azure/mysql 1.6.9 5.7.30 DEPRECATED - Fast, reliable, scalable, and easy...
......
azure/mariadb 7.3.14 10.3.22 DEPRECATED Fast, reliable, scalable, and easy t...下载一个mariadb。
[root@k8scloude1 helm]# helm pull ali/mariadb六.使用helm安装应用
先下载一个nginx。
[root@k8scloude1 helm]# helm pull ali/nginx
[root@k8scloude1 helm]# ls
get helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum nginx-5.1.5.tgz解压nginx。
[root@k8scloude1 helm]# tar xf nginx-5.1.5.tgz
[root@k8scloude1 helm]# ls
get helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum nginx nginx-5.1.5.tgz查看nginx目录。
[root@k8scloude1 helm]# cd nginx/
[root@k8scloude1 nginx]# ls
Chart.yaml ci README.md templates values.schema.json values.yaml安装nginx。
[root@k8scloude1 nginx]# helm install nginx .
NAME: nginx
LAST DEPLOYED: Sat Feb 19 17:26:36 2022
NAMESPACE: helm
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
Get the NGINX URL:
NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace helm -w nginx'
export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace helm nginx --template "{{ range (index .status.loadBalancer.ingress 0) }}{{.}}{{ end }}")
echo "NGINX URL: http://$SERVICE_IP/"可以看到Nginx安装成功，pod和svc都自动创建好了。
[root@k8scloude1 nginx]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-847f49b454-7bjdt 1/1 Running 0 38s 10.244.112.145 k8scloude2 <none> <none>
[root@k8scloude1 nginx]# kubectl get svc --namespace helm -w nginx
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
nginx LoadBalancer 10.109.104.128 192.168.110.190 80:30683/TCP,443:30462/TCP 53s
^C[root@k8scloude1 nginx]# kubectl get svc -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
nginx LoadBalancer 10.109.104.128 192.168.110.190 80:30683/TCP,443:30462/TCP 67s app.kubernetes.io/instance=nginx,app.kubernetes.io/name=nginxnginx可以正常访问。
[root@k8scloude1 nginx]# curl 192.168.110.190
<!DOCTYPE html>
<html>
......
<h1>Welcome to nginx!</h1>
......
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>查看已经安装了的应用。
[root@k8scloude1 nginx]# helm ls
NAME NAMESPACE REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION
nginx helm 1 2022-02-19 17:26:36.31742504 +0800 CST deployed nginx-5.1.5 1.16.1删除nginx，对应的pod和svc都被删除了。
[root@k8scloude1 nginx]# helm delete nginx
release "nginx" uninstalled
[root@k8scloude1 nginx]# helm ls
NAME NAMESPACE REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION
[root@k8scloude1 nginx]# kubectl get svc -o wide
No resources found in helm namespace.
[root@k8scloude1 nginx]# kubectl get pod -o wide
No resources found in helm namespace.返回目录。
[root@k8scloude1 nginx]# pwd
/root/helm/nginx
[root@k8scloude1 nginx]# cd ../
[root@k8scloude1 helm]# ls
get helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum nginx nginx-5.1.5.tgz如果是在nginx目录外面，则这样安装nginx。
[root@k8scloude1 helm]# helm install nginx nginx
NAME: nginx
LAST DEPLOYED: Sat Feb 19 17:33:13 2022
NAMESPACE: helm
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
Get the NGINX URL:
NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace helm -w nginx'
export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace helm nginx --template "{{ range (index .status.loadBalancer.ingress 0) }}{{.}}{{ end }}")
echo "NGINX URL: http://$SERVICE_IP/"成功安装Nginx，pod和svc都自动创建好了。
[root@k8scloude1 helm]# helm ls
NAME NAMESPACE REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION
nginx helm 1 2022-02-19 17:33:13.542578135 +0800 CST deployed nginx-5.1.5 1.16.1
[root@k8scloude1 helm]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-847f49b454-fb9kn 1/1 Running 0 19s 10.244.112.146 k8scloude2 <none> <none>
[root@k8scloude1 helm]# kubectl get svc -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
nginx LoadBalancer 10.97.175.212 192.168.110.190 80:30373/TCP,443:32731/TCP 25s app.kubernetes.io/instance=nginx,app.kubernetes.io/name=nginx删除nginx，对应的pod和svc都被删除了。
[root@k8scloude1 helm]# helm delete nginx
release "nginx" uninstalled
[root@k8scloude1 helm]# kubectl get svc -o wide
No resources found in helm namespace.
[root@k8scloude1 helm]# kubectl get pod -o wide
No resources found in helm namespace.七.搭建helm私有仓库
删除压缩包nginx-5.1.5.tgz 。
[root@k8scloude1 helm]# pwd
/root/helm
[root@k8scloude1 helm]# ls
get helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum nginx nginx-5.1.5.tgz
[root@k8scloude1 helm]# rm -rf nginx-5.1.5.tgz打包nginx。
[root@k8scloude1 helm]# helm package nginx/
Successfully packaged chart and saved it to: /root/helm/nginx-5.1.5.tgz
[root@k8scloude1 helm]# ls
get helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum mariadb mariadb-7.3.9.tgz mysql mysql-6.8.0.tgz nginx nginx-5.1.5.tgz建立一个索引文件，索引文件记录了这个chart应该放在哪里？--url指定仓库。
[root@k8scloude1 helm]# helm repo index . --url http://192.168.110.129/mycharts
[root@k8scloude1 helm]# ls
get helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256 helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz.sha256sum index.yaml mariadb mariadb-7.3.9.tgz mysql mysql-6.8.0.tgz nginx nginx-5.1.5.tgz
[root@k8scloude1 helm]# cat index.yaml
apiVersion: v1
entries:
mariadb:
- apiVersion: v1
appVersion: 10.3.22
created: "2022-02-19T19:22:41.80690689+08:00"
description: Fast, reliable, scalable, and easy to use open-source relational
database system. MariaDB Server is intended for mission-critical, heavy-load
......
- email: containers@bitnami.com
name: Bitnami
name: nginx
sources:
- https://github.com/bitnami/bitnami-docker-nginx
urls:
- http://192.168.110.129/mycharts/nginx-5.1.5.tgz
version: 5.1.5
generated: "2022-02-19T19:22:41.805118188+08:00"使用Nginx镜像在192.168.110.129上创建一个容器，用来作为helm仓库，-p进行端口映射，-v进行目录映射，关于docker容器的详细操作可以查看博客《一文搞懂docker容器基础：docker镜像管理，docker容器管理》。
[root@k8scloude2 ~]# docker run -dit --name=nginx --restart=always -p 80:80 -v /mycharts:/usr/share/nginx/html/mycharts nginx
ea7cd28f6dd8477f9666e13523076106f210bb10c0d754e2fcaa3c230bdb7180查询80端口，可以看到80端口已经被监听。
[root@k8scloude2 ~]# netstat -antup | grep 80
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN 2926/docker-proxy
tcp6 0 0 :::80 :::* LISTEN 2932/docker-proxy把打包好的nginx和索引文件传过去。
[root@k8scloude1 helm]# scp nginx-5.1.5.tgz index.yaml 192.168.110.129:/mycharts
root@192.168.110.129's password:
nginx-5.1.5.tgz 100% 9548 2.9MB/s 00:00
index.yaml 100% 2355 2.1MB/s 00:00文件被传了过来，因为做了目录映射，文件已经在docker容器里了。
[root@k8scloude2 ~]# ls /mycharts/
index.yaml nginx-5.1.5.tgz
[root@k8scloude2 ~]# docker exec -it nginx ls /usr/share/nginx/html/mycharts
index.yaml nginx-5.1.5.tgz添加我们自定义的helm 源，http://192.168.110.129/mycharts 就是我们的仓库地址。
[root@k8scloude1 helm]# helm repo add myhelmrepo http://192.168.110.129/mycharts
"myhelmrepo" has been added to your repositories查看现有的仓库源。
[root@k8scloude1 helm]# helm repo list
NAME URL
azure http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
ali https://apphub.aliyuncs.com
myhelmrepo http://192.168.110.129/mycharts在仓库里搜索可用的nginx，myhelmrepo/nginx这个我们私有仓库里的包也被搜索出来了。
[root@k8scloude1 helm]# helm search repo nginx
NAME CHART VERSION APP VERSION DESCRIPTION
ali/nginx 5.1.5 1.16.1 Chart for the nginx server
ali/nginx-ingress 1.30.3 0.28.0 An nginx Ingress controller that uses ConfigMap...
......
azure/nginx-lego 0.3.1 Chart for nginx-ingress-controller and kube-lego
myhelmrepo/nginx 5.1.5 1.16.1 Chart for the nginx server
azure/gcloud-endpoints 0.1.2 1 DEPRECATED Develop, deploy, protect and monitor...直接安装我们自定义仓库里的nginx。
[root@k8scloude1 helm]# helm install nginx myhelmrepo/nginx
NAME: nginx
LAST DEPLOYED: Sat Feb 19 19:29:46 2022
NAMESPACE: helm
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
NOTES:
Get the NGINX URL:
NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace helm -w nginx'
export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace helm nginx --template "{{ range (index .status.loadBalancer.ingress 0) }}{{.}}{{ end }}")
echo "NGINX URL: http://$SERVICE_IP/"成功安装Nginx，pod和svc都自动创建好了。
[root@k8scloude1 helm]# kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-847f49b454-bthlz 0/1 Running 0 10s 10.244.112.148 k8scloude2 <none> <none>
[root@k8scloude1 helm]# kubectl get svc -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
nginx LoadBalancer 10.108.203.94 192.168.110.190 80:31653/TCP,443:30585/TCP 14s app.kubernetes.io/instance=nginx,app.kubernetes.io/name=nginx删除nginx，对应的pod和svc都被删除了。
[root@k8scloude1 helm]# helm delete nginx
release "nginx" uninstalled
[root@k8scloude1 helm]# kubectl get svc -o wide
No resources found in helm namespace.
[root@k8scloude1 helm]# kubectl get pod -o wide
No resources found in helm namespace.
[root@k8scloude1 helm]# helm ls
NAME NAMESPACE REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION八.总结
本文介绍了Helm的基本使用方法，以及如何使用它来管理Kubernetes应用程序。通过Helm，我们可以更轻松地部署和管理Kubernetes应用程序。
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