第十六章使用helm 應用部署工具 · kubernetes 從入門到實踐

# 簡化Kubernetes應用部署工具-Helm簡介微服務和容器化給復雜應用部署與管理帶來了極大的挑戰。Helm是目前Kubernetes服務編排領域的唯一開源子項目，做為Kubernetes應用的一個包管理工具，可理解為Kubernetes的apt-get / yum，由Deis 公司發起，該公司已經被微軟收購。Helm通過軟件打包的形式，支持發布的版本管理和控制，很大程度上簡化了Kubernetes應用部署和管理的復雜性。隨著業務容器化與向微服務架構轉變，通過分解巨大的單體應用為多個服務的方式，分解了單體應用的復雜性，使每個微服務都可以獨立部署和擴展，實現了敏捷開發和快速迭代和部署。但任何事情都有兩面性，雖然微服務給我們帶來了很多便利，但由于應用被拆分成多個組件，導致服務數量大幅增加，對于Kubernetest編排來說，每個組件有自己的資源文件，并且可以獨立的部署與伸縮，這給采用Kubernetes做應用編排帶來了諸多挑戰： 1. 管理、編輯與更新大量的K8s配置文件 1. 部署一個含有大量配置文件的復雜K8s應用 1. 分享和復用K8s配置和應用 1. 參數化配置模板支持多個環境 1. 管理應用的發布：回滾、diff和查看發布歷史 1. 控制一個部署周期中的某一些環節 1. 發布后的驗證 Helm把Kubernetes資源(比如deployments、services或 ingress等) 打包到一個chart中，而chart被保存到chart倉庫。通過chart倉庫可用來存儲和分享chart。Helm使發布可配置，支持發布應用配置的版本管理，簡化了Kubernetes部署應用的版本控制、打包、發布、刪除、更新等操作。本文簡單介紹了Helm的用途、架構與實現。 ## Helm產生原因 Helm基本架構如下： ![image](https://www.kubernetes.org.cn/img/2017/09/helm-arch.jpg) # helm 安裝完本文后您應該可以自己創建chart，并創建自己的私有chart倉庫。 Helm是一個kubernetes應用的包管理工具，用來管理charts——預先配置好的安裝包資源，有點類似于Ubuntu的APT和CentOS中的yum。 Helm chart是用來封裝kubernetes原生應用程序的yaml文件，可以在你部署應用的時候自定義應用程序的一些metadata，便與應用程序的分發。 Helm和charts的主要作用： - 應用程序封裝 - 版本管理 - 依賴檢查 - 便于應用程序分發本文同時歸檔到kubernetes-handbook。安裝Helm 前提要求 - Kubernetes1.5以上版本 - 集群可訪問到的鏡像倉庫 - 執行helm命令的主機可以訪問到kubernetes集群安裝步驟首先需要安裝helm客戶端 curl https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/helm/master/scripts/get > get_helm.shchmod 700 get_helm.sh./get_helm.sh 創建tiller的serviceaccount和clusterrolebinding kubectl create serviceaccount --namespace kube-system tiller kubectl create clusterrolebinding tiller-cluster-rule --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:tiller 然后安裝helm服務端tiller helm init -i harbor-demo.dianrong.com/k8s/kubernetes-helm-tiller:v2.7.0 --service-account tiller 我們使用-i指定自己的鏡像，因為官方的鏡像因為某些原因無法拉取。為應用程序設置serviceAccount： kubectl patch deploy --namespace kube-system tiller-deploy -p '{"spec":{"template":{"spec":{"serviceAccount":"tiller"}}}}' 檢查是否安裝成功： $ kubectl -n kube-system get pods|grep tiller tiller-deploy-3243657295-4dg28 1/1 Running 0 8m # helm version Client: &version.Version{SemVer:"v2.7.0", GitCommit:"08c1144f5eb3e3b636d9775617287cc26e53dba4", GitTreeState:"clean"} Server: &version.Version{SemVer:"v2.7.0", GitCommit:"08c1144f5eb3e3b636d9775617287cc26e53dba4", GitTreeState:"clean"} > 注意檢查是否安裝socat依賴：yum install socat ### 創建自己的chart 我們創建一個名為mychart的chart，看一看chart的文件結構。 # helm create mychart # tree mychart/ mychart/ ├── charts ├── Chart.yaml ├── templates │ ├── deployment.yaml │ ├── _helpers.tpl │ ├── ingress.yaml │ ├── NOTES.txt │ └── service.yaml └── values.yaml 2 directories, 7 files 模板 Templates目錄下是yaml文件的模板，遵循Go template語法。使用過Hugo的靜態網站生成工具的人應該對此很熟悉。我們查看下deployment.yaml文件的內容。 # cat mychart/templates/deployment.yaml apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: {{ template "mychart.fullname" . }} labels: app: {{ template "mychart.name" . }} chart: {{ .Chart.Name }}-{{ .Chart.Version | replace "+" "_" }} release: {{ .Release.Name }} heritage: {{ .Release.Service }} spec: replicas: {{ .Values.replicaCount }} template: metadata: labels: app: {{ template "mychart.name" . }} release: {{ .Release.Name }} spec: containers: - name: {{ .Chart.Name }} image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}" imagePullPolicy: {{ .Values.image.pullPolicy }} ports: - containerPort: {{ .Values.service.internalPort }} livenessProbe: httpGet: path: / port: {{ .Values.service.internalPort }} readinessProbe: httpGet: path: / port: {{ .Values.service.internalPort }} resources: {{ toYaml .Values.resources | indent 12 }} {{- if .Values.nodeSelector }} nodeSelector: {{ toYaml .Values.nodeSelector | indent 8 }} {{- end }} 這是該應用的Deployment的yaml配置文件，其中的雙大括號包擴起來的部分是Go template，其中的Values是在values.yaml文件中定義的： cat mychart/values.yaml # Default values for mychart. # This is a YAML-formatted file. # Declare variables to be passed into your templates. replicaCount: 1 image: repository: nginx tag: 1.9 pullPolicy: IfNotPresent service: name: nginx type: ClusterIP externalPort: 80 internalPort: 80 ingress: enabled: false # Used to create an Ingress record. hosts: - chart-example.local annotations: # kubernetes.io/ingress.class: nginx # kubernetes.io/tls-acme: "true" tls: # Secrets must be manually created in the namespace. # - secretName: chart-example-tls # hosts: # - chart-example.local resources: # We usually recommend not to specify default resources and to leave this as a conscious # choice for the user. This also increases chances charts run on environments with little # resources, such as Minikube. If you do want to specify resources, uncomment the following # lines, adjust them as necessary, and remove the curly braces after 'resources:'. limits: cpu: 100m memory: 128Mi requests: cpu: 100m memory: 128Mi 比如在Deployment.yaml中定義的容器鏡像image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"其中的： - .Values.image.repository就是nginx - .Values.image.tag就是stable 以上兩個變量值是在create chart的時候自動生成的默認值。我們將默認的鏡像地址和tag改成我們自己的鏡像sz-pg-oam-docker-hub-001.tendcloud.com/library/nginx:1.9。 ### 檢查配置和模板是否有效當使用kubernetes部署應用的時候實際上講templates渲染成最終的kubernetes能夠識別的yaml格式。 helm install --dry-run --debug <chart_dir> -n string 命令來驗證chart配置。該輸出中包含了模板的變量配置與最終渲染的yaml文件。 # helm install --dry-run --debug mychart/ --name test [debug] Created tunnel using local port: '45443' [debug] SERVER: "localhost:45443" [debug] Original chart version: "" [debug] CHART PATH: /root/k8s/helm/mychart NAME: test REVISION: 1 RELEASED: Fri Nov 3 13:37:44 2017 CHART: mychart-0.1.0 USER-SUPPLIED VALUES: {} COMPUTED VALUES: image: pullPolicy: IfNotPresent repository: nginx tag: 1.9 ingress: annotations: null enabled: false hosts: - chart-example.local tls: null replicaCount: 1 resources: limits: cpu: 100m memory: 128Mi requests: cpu: 100m memory: 128Mi service: externalPort: 80 internalPort: 80 name: nginx type: ClusterIP HOOKS: MANIFEST: --- # Source: mychart/templates/service.yaml apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: test-mychart labels: app: mychart chart: mychart-0.1.0 release: test heritage: Tiller spec: type: ClusterIP ports: - port: 80 targetPort: 80 protocol: TCP name: nginx selector: app: mychart release: test --- # Source: mychart/templates/deployment.yaml apiVersion: extensions/v1beta1 kind: Deployment metadata: name: test-mychart labels: app: mychart chart: mychart-0.1.0 release: test heritage: Tiller spec: replicas: 1 template: metadata: labels: app: mychart release: test spec: containers: - name: mychart image: "nginx:1.9" imagePullPolicy: IfNotPresent ports: - containerPort: 80 livenessProbe: httpGet: path: / port: 80 readinessProbe: httpGet: path: / port: 80 resources: limits: cpu: 100m memory: 128Mi requests: cpu: 100m memory: 128Mi 我們可以看到Deployment和Service的名字前半截由兩個隨機的單詞組成，最后才是我們在values.yaml中配置的值。 ### 部署到kubernetes 在mychart目錄下執行下面的命令將nginx部署到kubernetes集群上。 # helm install . --name test NAME: test LAST DEPLOYED: Fri Nov 3 14:30:19 2017 NAMESPACE: default STATUS: DEPLOYED RESOURCES: ==> v1/Service NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE test-mychart ClusterIP 10.254.242.188 <none> 80/TCP 0s ==> v1beta1/Deployment NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE test-mychart 1 0 0 0 0s NOTES: 1. Get the application URL by running these commands: export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app=mychart,release=test" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}") echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application" kubectl port-forward $POD_NAME 8080:80 現在nginx已經部署到kubernetes集群上，本地執行提示中的命令在本地主機上訪問到nginx實例。 export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app=eating-hound-mychart" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}") echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application" kubectl port-forward $POD_NAME 8080:80 在本地訪問http://127.0.0.1:8080即可訪問到nginx。查看部署的relaese # helm list NAME REVISION UPDATED STATUS CHART NAMESPACE peeking-yak 1 Fri Nov 3 15:01:20 2017 DEPLOYED mychart-0.1.0 default 刪除部署的release $ helm delete eating-houndrelease "eating-hound" deleted 打包分享我們可以修改Chart.yaml中的helm chart配置信息，然后使用下列命令將chart打包成一個壓縮文件。 helm package . 打包出mychart-0.1.0.tgz文件。