第十一章 Helm-kubernetes的包管理器（上）

Helm - K8s的包管理器

11.1 Why Helm

　　K8s能够很好的组织和编排容器，但它缺少一个更高层次的应用打包工具，Helm就是干这个的。

　　比如对于一个MySQL服务，K8s需要部署如下对象：

　　（1）Service，让外界能访问MySQL

　　（2）Secret，定义MySQL的密码

　　（3）PersisentVolumeClaim,为MySQL申请持久化存储空间。

　　（4）Deployment，部署MySQL Pod，并使用上面的这些支持对象。

可以将上面这些配置保存到文件中，或几种写进一个文件，然后通过kubectl apply -f 部署。

　　如果服务少，这样问题也不大，但是如果是微服务架构，服务多达数十个甚至上百个，这种组织和管理应用的方式就不好使了：

　　（1）很难管理、编辑和维护如此多的服务。每个服务有若干个配置，缺乏更高层次的工具将这些配置组织起来。

　　（2）不容易将这些服务作为一个整体统一发布。部署人员需要首先理解应用都包含哪些服务，然后按照逻辑顺序依次执行kubectl apply, 缺少一种工具定义应用与服务，已经服务之间的依赖。

　　（3）不能高效的共享和重用服务。比如两个应用都用到MySQL服务，但是配置参数不一样，这两个应用只能分别复制一套标准MySQL配置文件，修改后通过kubectl apply部署。也就是不支持参数化配置和多环境部署。

　　（4）不支持应用级别的版本管理。虽然可以通过kubectl rollout undo进行回滚，但这只针对单个deployment，不支持整个应用的的回滚。

　　（5）不支持对部署的应用状态进行验证。比如是否能通过预定义账号访问MySQL。虽然K8s有健康检查，但那时针对单个容器，我们需要应用（服务）级别的健康检查。

　　Helm能够解决上面这些问题。

11.2 Helm架构

　　Helm有两个重要概念：chart和release

• chart: 是创建一个应用的信息集合，包括各种k8s对象的配置模板、参数定义、依赖关系、文档说明等。chart是应用部署的自包含逻辑单元。可以将char想象成apt、yum中的软件安装包。
• release: 是chart的运行实例，代表了一个正在运行的应用。当chart被安装到k8s集群，就生成一个release。chart能够多次安装到同一个集群，每次安装都是一个release。

　　Helm是包管理工具，这里的包就是指char。 Helm能够：

• 从零创建新chart。
• 与存储chart的仓库交互。拉取、保存、和更新chart
• 在k8s集群中安装和卸载release.
• 更新、回滚和测试release。

Helm包含两个组件：Helm客户端和Tiller服务器，

Helm客户端，用户可以：

• 在本地开发chart
• 管理chart仓库
• 与Tiller服务器交互
• 在远程K8s集群上安装chart
• 查看release信息。
• 升级或卸载已有的release

Tiller服务器运行在K8s集群中，它会处理Helm客户端的请求，与k8s的 API Server交互。Tiller服务器负责：

• 监听来自Helm客户端的请求
• 通过chart创建release
• 在k8s中安装chart，并跟踪release状态
• 通过API server升级或卸载已有的release

简单说： Helm客户端负责管理chart，Tiller服务器负责管理release。

11.3 安装Helm 

　　11.3.1 Helm客户端

　　因为我的环境已经安装过了，就没写，以后补充

kubeusr@GalaxyKubernetesMaster:~$ helm version
Client: &version.Version{SemVer:"v2.10.0", GitCommit:"9ad53aac42165a5fadc6c87be0dea6b115f93090", GitTreeState:"clean"}
Server: &version.Version{SemVer:"v2.10.0", GitCommit:"9ad53aac42165a5fadc6c87be0dea6b115f93090", GitTreeState:"clean"}

　　11.3.2 Tiller服务器

　　运行helm init就可以

　　如下查看Tiller的Service、deployment和Pod

kubeusr@GalaxyKubernetesMaster:~$ kubectl get -n kube-system svc tiller-deploy
NAME            TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)     AGE
tiller-deploy   ClusterIP   10.111.0.95   <none>        /TCP   131d

kubeusr@GalaxyKubernetesMaster:~$ kubectl get -n kube-system deployment tiller-deploy
NAME            DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
tiller-deploy                                            131d

kubeusr@GalaxyKubernetesMaster:~$ kubectl get -n kube-system pod tiller-deploy-895d57dd9-bjlwf
NAME                            READY     STATUS    RESTARTS   AGE
tiller-deploy-895d57dd9-bjlwf   /       Running             40d

 11.4 使用Helm

　　helm search                 # 查看当前可以安装的chart

kubeusr@GalaxyKubernetesMaster:~$ helm repo list             # 查看仓库
NAME    URL
stable  https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com     # stable是官方仓库
local   http://127.0.0.1:8879/charts                         # local是用户存放自己开发的chart的本地仓库

　　可以通过helm repo add 添加更多个仓库。

　　支持关键字搜索：

kubeusr@GalaxyKubernetesMaster:~$ helm search mysql
NAME                                    CHART VERSION   APP VERSION     DESCRIPTION
stable/mysql                            0.10.          5.7.          Fast, reliable, scalable, and easy to use open-source rel...
stable/mysqldump                        1.0.           5.7.          A Helm chart to help backup MySQL databases using mysqldump
stable/prometheus-mysql-exporter        0.1.           v0.10.0         A Helm chart for prometheus mysql exporter with cloudsqlp...
stable/percona                          0.3.           5.7.          free, fully compatible, enhanced, open source drop-in rep...
stable/percona-xtradb-cluster           0.2.           5.7.          free, fully compatible, enhanced, open source drop-in rep...
stable/phpmyadmin                       1.1.           4.8.           phpMyAdmin is an mysql administration frontend
stable/gcloud-sqlproxy                  0.5.           1.11            Google Cloud SQL Proxy
stable/mariadb                          5.0.           10.1.         Fast, reliable, scalable, and easy to use open-source rel...

安装chart也很简单，执行如下命令就可以安装MySQL：

kubeusr@GalaxyKubernetesMaster:~$ helm install stable/mysql             # 安装MySQL
NAME:   invisible-stingray                         # release的名字， 如果不用-n指定名字，这里就随机生成。
LAST DEPLOYED: Wed Jan   :: 2019
NAMESPACE: default                                 # 命名空间，可以通过--namespace指定
STATUS: DEPLOYED                                   # 状态是DEPLOYED， 表示已经将chart部署到集群

RESOURCES:                                         # 当前release包含的资源，POD， secret，configmap, persistentVolumeClaim
==> v1/Pod(related)
NAME                                      READY  STATUS   RESTARTS  AGE
invisible-stingray-mysql-8787ff6c8-dh8bh  /    Pending           0s

==> v1/Secret
NAME                      TYPE    DATA  AGE
invisible-stingray-mysql  Opaque       0s

==> v1/ConfigMap
NAME                           DATA  AGE
invisible-stingray-mysql-test       0s

==> v1/PersistentVolumeClaim
NAME                      STATUS   VOLUME  CAPACITY  ACCESS MODES  STORAGECLASS  AGE
invisible-stingray-mysql  Pending  0s

==> v1/Service
NAME                      TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP  PORT(S)   AGE
invisible-stingray-mysql  ClusterIP  10.107.208.222  <none>       /TCP  0s

==> v1beta1/Deployment
NAME                      DESIRED  CURRENT  UP-TO-DATE  AVAILABLE  AGE
invisible-stingray-mysql                                       0s

NOTES:                                             # 显示的是release的使用方法
MySQL can be accessed via port  on the following DNS name from within your cluster:
invisible-stingray-mysql.default.svc.cluster.local

To get your root password run:

    MYSQL_ROOT_PASSWORD=$(kubectl get secret --namespace default invisible-stingray-mysql -o jsonpath="{.data.mysql-root-password}" | base64 --decode; echo)

To connect to your database:

. Run an Ubuntu pod that you can use as a client:

    kubectl run -i --tty ubuntu --image=ubuntu:16.04 --restart=Never -- bash -il

. Install the mysql client:

    $ apt-get update && apt-get install mysql-client -y

. Connect using the mysql cli, then provide your password:
    $ mysql -h invisible-stingray-mysql -p

To connect to your database directly from outside the K8s cluster:
    MYSQL_HOST=127.0.0.1
    MYSQL_PORT=

    # Execute the following command to route the connection:
    kubectl port-forward svc/invisible-stingray-mysql 

    mysql -h ${MYSQL_HOST} -P${MYSQL_PORT} -u root -p${MYSQL_ROOT_PASSWORD}

helm list显示已经部署的release，helm delete可以删除release

kubeusr@GalaxyKubernetesMaster:~$ helm list --namespace default
NAME                    REVISION        UPDATED                         STATUS          CHART           APP VERSION     NAMESPACE
invisible-stingray                     Wed Jan   ::         DEPLOYED        mysql-0.10.    5.7.          default
vehement-lambkin                       Wed Jan   ::         DEPLOYED        mysql-0.10.    5.7.          default
kubeusr@GalaxyKubernetesMaster:~$ helm delete invisible-stingray