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使用 Helm

这份指南介绍在 Kubernetes 集群中使用 Helm 管理包的基础知识。假设你已经安装了 Helm client。

如果你仅对运行一些快捷命令感兴趣，那么可以从 Quickstart Guide 开始入手。这个章节覆盖了 Helm 命令的细节，并解释如何使用 Helm。

三大概念

Chart 是 Helm 的包。它包含了在 Kubernetes 集群中运行一个应用、工具或者服务的所有资源的必要定义。好比 Homebrew 的 formula，Apt 的 apkg ，或者 Yum 的 RPM 文件。

Repository 是存放收集和共享 charts 的地方。好比 Perl 的 CPAN archive 或者 Fedora 的 Package Database，只是它是针对 Kubernetes 的包。

Release 是 chart 运行在 Kubernetes 集群的对应实例。一个 chart 可以在一个相同的集群俺逐行多次。每次安装都创建一个新的 release。以 MySQL chart 为例，如果你想在集群中运行两个数据库，你可以安装这个 chart 两次。每次安装对应一个 release，每个 release 都有对应的名称。

伴随这几个概念，我们现在可以这样解释 Helm：

Helm 安装 charts 到 Kubernetes 中，每次安装创建一个新的 release。如果要找新的 charts，你可以通过搜索 Helm chart repositories。

'HELM SEARCH': 搜索 CHARTS

Helm 拥有强大的搜索命名，它可以搜索两种不同类型的源：

  • helm search hub 搜索 the Helm Hub，其中包括来自数十个不同 helm charts repositories
  • helm search repo 搜索本地 helm client 添加过的 repositories。该搜索是通过本地数据库完成的，不需要访问公网连接。

你可以通过运行 helm search hub 发现公共可用的 charts：

$ helm search hub wordpress
URL                                               	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION
https://hub.helm.sh/charts/bitnami/wordpress      	7.6.7        	5.2.4      	Web publishing platform for building blogs and ...
https://hub.helm.sh/charts/presslabs/wordpress-...	v0.6.3       	v0.6.3     	Presslabs WordPress Operator Helm Chart
https://hub.helm.sh/charts/presslabs/wordpress-...	v0.7.1       	v0.7.1     	A Helm chart for deploying a WordPress site on ...

以上列出了在 Helm Hub 上所有 wordpress charts。

在没有过滤的情况下，helm search hub 会展示所有可用的 charts。

使用 helm search repo，你可以在已经添加过的 repositories 中找到 charts 的名称：

$ helm repo add brigade https://brigadecore.github.io/charts
"brigade" has been added to your repositories
$ helm search repo brigade
NAME                        	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION
brigade/brigade             	1.3.2        	v1.2.1     	Brigade provides event-driven scripting of Kube...
brigade/brigade-github-app  	0.4.1        	v0.2.1     	The Brigade GitHub App, an advanced gateway for...
brigade/brigade-github-oauth	0.2.0        	v0.20.0    	The legacy OAuth GitHub Gateway for Brigade
brigade/brigade-k8s-gateway 	0.1.0        	           	A Helm chart for Kubernetes
brigade/brigade-project     	1.0.0        	v1.0.0     	Create a Brigade project
brigade/kashti              	0.4.0        	v0.4.0     	A Helm chart for Kubernetes

Helm 搜索使用模糊字匹配算法，因此你可以输入单词或者短语的一部分：

$ helm search repo kash
NAME          	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION
brigade/kashti	0.4.0        	v0.4.0     	A Helm chart for Kubernetes

搜索是一种发现可用包的好方法，当你寻找到想要安装的包后，你可以使用 helm install 来安装它。

'HELM INSTALL'：安装一个包

使用 helm install 命令来安装一个新包。简单来说，它包含两个参数：你选择的 release 名称和你需要安装 chart 的名称。

$ helm install happy-panda stable/mariadb

当前 mariadb chart 已经安装了。注意安装一个 chart 创建了一个新的 release object。release 名称是 happy-panda。（如果你想让 Helm 生成随机名称，删除自定义名并添加 --generate-name 选项。）

在安装过程中，helm 客户端会打印出有用的信息，包括什么资源被创建了，release 的状态信息，以及一些需要你介入的附加配置项。

Helm 不会等所有的资源都运行后才推出。许多 charts 需要超过 600M 大小的镜像，并且需要很长时间才能安装到集群。

为了跟踪 release 的状态，或者重新读取配置信息，你可以使用 helm status:

$ helm status happy-panda
Last Deployed: Wed Sep 28 12:32:28 2016
Namespace: default
Status: DEPLOYED
...

以上展示了你的 release 当前的状态。

安装前自定义 Chart

刚刚安装的方式，只是使用 chart 的默认选项。很多时候，你需要自定义 chart 为你的首选配置。

可以通过 helm show values 查看一个 chart 的配置项：

$ helm show values stable/mariadb

你可以覆盖 YAML 格式文件中的任意配置，在安装的时候传递到文件中。

$ echo '{mariadbUser: user0, mariadbDatabase: user0db}' > config.yaml
$ helm install -f config.yaml stable/mariadb --generate-name

上面将会创建一个默认的 MariaDB 用户 user0，并把该用户赋权给新创建的 user0db 数据库，其他项都是用 chart 的默认值。

这里有两个方式在安装时传递配置数据：

  • --values （或者 -f）：指定替换的 YAML 文件。可多次指定选项，最右边的文件优先
  • --set：命令行上指定替代

如果同时使用，--set 值会以更高的优先级合并到 --values 中。通过 --set 覆盖值将保存在 ConfigMap 中。给定 release --set 的值可以通过 helm get values <release-name> 查看。--set 设置的值可以通过运行 helm upgrade 指定 --reset-values 来清理。

--set 格式和限制

--set 选项采用零个或多个 name/value 对。最简单的用法是： --set name=value。相当于 YAML：

name: value

多个值通过 , 分隔，因此 --set a=b,c=d 等价于：

a: b
c: d

复杂的表达式也支持。如，--set outer.inner=value 被翻译成：

outer:
  inner: value

可以通过 { 和 } 来表示列表。如，--set name={a, b, c} 翻译成：

name:
  - a
  - b
  - c

从 Helm 2.5.0 开始，可以使用数组索引语法访问列表项。如，--set servers[0].port=80：

servers:
  - port: 80

--set servers[0].port=80,servers[0].host=example 设置多个值：

servers:
  - port: 80
    host: example

有时候你需要在 --set 上使用特殊的字符。你可以通过 \ 转义，--set name=value1\,value2：

name: "value1,value2"

同样，你可以转义点序列，这会给使用 toYaml 函数解析 annotations，labels 和 node selectors 时带来便利。--set nodeSelector."kubernetes\.io/role"=master：

nodeSelector:
  kubernetes.io/role: master

使用 --set 很难表达深层嵌套的数据结构。鼓励 Chart 设计人员在设计 values.yaml 文件的时候考虑 --set 用法。

更多安装的方法

helm install 命令可以从多个源安装：

  • chart repository（和上面提到的一样）
  • 本地 chart 归档（helm install foo foo-0.1.1.tgz）
  • 解包的 chart 目录（helm install foopath/to/foo）
  • 完整的 URL（helm install foo https://example.com/charts/foo-1.2.3.tgz）

'HELM UPGRADE' 和 'HELM ROLLBACK': 升级和失败恢复 RELEASE

当 chart 的新版本发布了，或者当你想修改你的 release 的时候，你可以使用 helm upgrade 命令。

升级针对当前存在的 release 通过你提供的信息升级。因为 Kubernetes charts 可能很大并且复杂，因此 Helm 尝试执行侵入性最小的升级。它将只更新自上一个 release 以来已经变更的内容。

$ helm upgrade -f panda.yaml happy-panda stable/mariadb
Fetched stable/mariadb-0.3.0.tgz to /Users/mattbutcher/Code/Go/src/helm.sh/helm/mariadb-0.3.0.tgz
happy-panda has been upgraded. Happy Helming!
Last Deployed: Wed Sep 28 12:47:54 2016
Namespace: default
Status: DEPLOYED
...

上面的例子，happy-panda release 通过新的 YAML 文件，使用同一个 chart 升级：

mariadbUser: user1

我们可以使用 helm get values 查看新的设置是否生效。

$ helm get values happy-panda
mariadbUser: user1

helm get 命令是集群中获取 release 的非常有用的工具。从上面我们可以看到，它展示了已经部署到集群的 panda.yaml 新的值。

现在，如果当一个 release 没有按照计划的方式运行，通过 helm rollback [RELEASE] [REVISION] 可以很容易回滚到之前的版本。

$ helm rollback happy-panda 1

上面回滚我们的 happy-panda 到它的第一个 release 版本。release 版本是一个递增的修订。每一次安装，升级或者回滚发生时，修订号递增 1。第一个修订号总是 1。我们可以通过 helm history [RELEASE] 查看某个 release 修订号

INSTALL/UPGRADE/ROLLBACK 帮助项

这里有几个其他有用的选项，以便当使用 Helm 执行 install/upgrade/rollback 时自定义操作。请注意这不是一个完整的客户端参数。查看所有参数的描述，运行 helm <command> --help。

  • --timeout：指定等待 Kubernetes 命令完成时间，默认 5m0s
  • --wait：等待直到所有的 Pods 处于 Ready 状态，PVCs bound，Deployments 达到最低限度（Desired - maxUnavailable）的 Pods 处于 Ready 状态以及 Service 有一个 IP 地址（并且 Ingress 如果需要 LoadBalancer）时，才标记 release 成功。等待的时间受 --timeout 值限制。如果超时了，则 release 会被标记为 FAILED。注意：在 Deployment replicas 设置为 1，滚动更新策略 maxUnavailable 没有被设置为 0 时，--wait 会返回 ready，因为它已经满足 ready 条件中的最小 Pod 数。
  • --no-hooks：跳过执行钩子

'HELM UNINSTALL'：卸载一个 RELEASE

通过 helm uninstall 命令从集群卸载 release：

$ helm uninstall happy-panda

这将从集群中移除 release，你可以通过 helm list 命令列出当前所有已经部署的 releases：

$ helm list
NAME            VERSION UPDATED                         STATUS          CHART
inky-cat        1       Wed Sep 28 12:59:46 2016

从上面的输出，你可以看到 happy-panda release 已经卸载了。

在之前的 Helm 版本中，当一个 release 已经被删除了，它的删除记录会被保留。Helm3 中，删除 release 也会删除其记录。如果你想保留删除 release 的记录，使用 helm uninstall --keep-history。使用 helm list --uninstalled 只展示卸载是使用 --keep-history 参数的 releases。

helm list --all 参数会展示 Helm 保留的所有 release 记录，包括失败的或者删除项（如果 --keep-history 指定了）：

$  helm list --all
NAME            VERSION UPDATED                         STATUS          CHART
happy-panda     2       Wed Sep 28 12:47:54 2016        UNINSTALLED     mariadb-0.3.0
inky-cat        1       Wed Sep 28 12:59:46 2016        DEPLOYED        alpine-0.1.0
kindred-angelf  2       Tue Sep 27 16:16:10 2016

注意因为当前默认 releases 删除了，针对已卸载的资源是不能再回滚的。

'HELM REPO'

Helm3 不再附带默认的 chart 仓库了。helm repo 命令集提供添加，列表和移除仓库。

你可以通过 helm repo list 查看配置了哪些仓库：

$ helm repo list
NAME            URL
stable          https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com
mumoshu         https://mumoshu.github.io/charts

新的仓库可以通过 helm repo add 添加：

$ helm repo add dev https://example.com/dev-charts

因为 chart 仓库变化比较频繁，可以通过 helm repo update 确保 Helm 客户端更新到最新版本。

仓库可以通过 helm repo remove 移除。

创建你自己的 CHARTS

Chart Development Guide 说明了如何开发你自己的 charts。但是你可以通过 helm create 命令快速入门：

$ helm create deis-workflow
Creating deis-workflow

现在在 ./deis-workflow 有一个 chart。你可以编辑和创建属于你自己的模板。

在编辑 chart 时，可以通过运行 helm lint 验证格式是否正确。

当需要打包 chart 以进行分发时，可以运行 helm package 命令：

$ helm package deis-workflow
deis-workflow-0.1.0.tgz

然后现在就可以通过 helm install 轻松安装了：

$ helm install deis-workflow ./deis-workflow-0.1.0.tgz
...

打包的 Charts 可以加载到 chart 仓库。具体参见你的 chart 仓库服务器以学习怎么上传。

注意：stable 仓库管理在 Kubernetes Charts GitHub repository。这个项目接受 chart 源码，并（审核后）为你打包。

结束

这个章节覆盖了 helm 客户端基本的使用方式，包括搜索，安装，升级和卸载。它还覆盖了类似 helm status，helm get 以及 helm repo 这样的实用命令。

获取更多的信息，可以通过 helm help 获取 Helm 内建的帮助。