[系统运维]使用Helm进行项目打包

一. 前言

Helm

我们可以将Helm看作K8s下的apt-get/yum。Helm是一个用于kubernetes的包管理器。，对于应用发布者而言，可以通过Helm打包应用，管理应用依赖关系，管理应用版本并发布应用到软件仓库。

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。

Chart

chart是helm的应用打包格式。chart是描述相关的一组Kubernetes资源的文件集合。单个chart可能用于部署简单的东西，比如nginx，或者一些复杂的东西，比如完整的具有HTTP服务，数据库，缓存等的Web应用程序堆栈。

关于helm的更多内容，可参考：https://helm.sh/docs/chart_best_practices/conventions/

二. 环境配置

1. 前置环境

• （必须）Kubectl
• （可选）kubectx
• （可选）kubens

以上所有前置环境安装，请参考：本地配置kubectl环境链接集群

1. 安装Helm

对于MacOS/Linux系统

1. 从官网下载最新版本的二进制安装包到本地：https://github.com/kubernetes/helm/releases

1. 解压压缩包（根据最新的压缩包名修改命令 ）

tar -zxvf helm-v3.8.0-linux-amd64.tar.gz

1. cd进解压文件夹，把helm放到**bin目录**下。

mv helm /usr/local/bin/helm

1. 验证安装成功

helm help

1. Helm即安装完成。

对于Windows系统

1. 从官网下载最新版本的二进制安装包到本地：https://github.com/kubernetes/helm/releases

1. 解压下载的压缩包，复制此文件路径。

1. 将此文件路径添加到您的环境变量中即可。

三. 项目打包

1. 准备工作

首先我们需要一个准备部署的镜像。这个镜像可以是一个 Java 程序、一个 Python 脚本、甚至是一个空的 linux 镜像跑几条命令。

这里我们使用一个简单的基于 golang 的 hello world HTTP 服务。该服务通过读取环境变量 USERNAME 获得用户自己定义的名称，然后监听 80 端口。对于任意 HTTP 请求，返回 Hello ${USERNAME}。比如如果设置 USERNAME=world（默认场景），该服务会返回 Hello world。

1. 开始打包

运行helm create命令，会得到一个 helm 自动生成的空 chart。

helm create my-hello-world

这个 chart 里的名称是 my-hello-world。 需要注意的是，Chart 里面的 my-hello-world 名称需要和生成的 Chart 文件夹名称一致。如果修改 my-hello-world，则需要做一致的修改。

现在，我们看到 Chart 的文件夹目录如下：

**Chart.yaml 文件：**声明了当前 Chart 的名称、版本等基本信息，这些信息会在该 Chart 被放入仓库后，供用户浏览检索。在 Chart.yaml 里有两个跟版本相关的字段，其中 version 指明的是 Chart 的版本，也就是我们应用包的版本；而 appVersion 指明的是内部实际使用的应用版本。

**templates 文件夹：**存放了各类应用部署所需要使用的 YAML 文件，比如 deployment.yaml和service.yaml。在我们当前的应用内，我们只需要一个 deployment，而有的应用可能包含不同组件，需要多个 deployment，那么我们就可以在 templates 文件夹下放置 deploymentA、deploymentB 等。同样的，如果我们需要配置 serviceaccount, secret, volumes 等内容，也可以在里面添加相应的配置文件。

Helm Chart 对于应用的打包，不仅仅是将 Deployment 和 Service 以及其它资源整合在一起。我们看到 deployment.yaml 和 service.yaml 文件被放在 templates/ 文件夹下，相较于原生的 Kubernetes 配置，多了很多渲染所用的可注入字段。比如在 deployment.yaml 的 spec.replicas 中，使用的是 .Values.replicaCount 而不是 Kubernetes 本身的静态数值。这个用来控制应用在 Kubernetes 上应该有多少运行副本的字段，在不同的应用部署环境下可以有不同的数值，而这个数值便是由注入的 Values 提供。

在根目录下我们看到有一个 values.yaml 文件，这个文件提供了应用在安装时的默认参数。在默认的 Values 中，我们看到 replicaCount: 1，说明该应用在默认部署的状态下只有一个副本。

为了使用我们要部署应用的镜像， 打开deployment.yaml ，在 spec.template.spec.containers 里， image 和 imagePullPolicy 都使用了 values.yaml 中的值。其中 image 字段由 .Values.image.repository和.Values.image.tag 和 .Chart.AppVersion 组成。

看到这里，应该就知道需要变更的字段：两个是位于 values.yaml 内的 image.repository和image.tag，另一个是位于 Chart.yaml 里的 AppVersion。将它们与我们需要部署应用的 docker 镜像匹配起来，这里我们把 values.yaml 里的 image.repository 设置成 somefive/hello-world，image.tag设置为版本号：1.0.0，把 Chart.yaml 里的 AppVersion 也设置成 1.0.0 即可。

类似的，我们可以查看 service.yaml 内要部署的服务，其中的主要配置也在 values.yaml中。默认生成的服务将 80 端口暴露在 Kubernetes 集群内部。我们暂时不需要对这一部分进行修改。

由于部署的 hello-world 服务会从环境变量中读取 USERNAME 环境变量，所以将这个配置加入 deployment.yaml。

现在我们的 deployment.yaml 模版会从 values.yaml 中加载 Username 字段，因此相应的，我们也在 values.yaml 中添加 Username: LIBIN。这样，我们的应用就会从 values.yaml 中读取 Username，把它放入镜像的环境变量中启动了。

1. 校验打包

在准备好我们的应用后，我们可以使用helm lint命令来粗略地检查一下制作的 Chart 有没有什么语法上的错误。

helm lint --strict my-hello-world

如果没有问题的话，就可以使用 helm package 命令对我们的 Chart 文件夹进行打包，打包后我们可以得到一个 my-hello-world-0.1.0.tgz 的应用包。这个便是我们完成的应用了。

helm package my-hello-world

1. 参数重载

虽然我们应用开发者把可配置的信息暴露在 values.yaml 中，用户使用应用的时候想要修改该怎么办呢？答案：用户只需要在 install 时使用 **--set** 参数，设置想要覆盖的参数即可。

应用开发者在 Chart 的 values 配置中只是提供了默认的安装参数，用户也可以使用-f参数在安装时指定自己的配置。类似的，如果用户可以用 upgrade 命令替代 install，实现在原有部署好的应用的基础上变更配置。

helm install my-app my-hello-world-0.1.0.tgz --set Username = "lilei"

helm install my-app-new my-hello-world-0.1.0.tgz -f values-lilei.yaml

helm upgrade my-app-new my-hello-world-0.1.0.tgz -f values-lilei.yaml