学习Helm来提高K8S运维效率-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了学习Helm来提高K8S运维效率。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

阶段一：了解 Helm 的基础知识和概念

Helm 简介：

Helm 是 Kubernetes 的一个包管理工具，用于简化应用程序在 Kubernetes 上的部署和管理过程。
它允许您使用预定义的模板（Charts）来描述应用程序的组件、依赖关系和配置。
Helm Charts 可以重复使用，提高了应用程序的可维护性和可扩展性。

Helm 架构

Helm 包含两个主要组件：Helm 客户端和 Tiller（在 Helm 3 中已移除）。
Helm 客户端用于与用户交互，管理 Charts 和发布 Releases。
Tiller 是 Helm 的服务端组件，负责在 Kubernetes 集群中创建和管理资源。

Helm Charts

Helm Chart 是一个预定义的应用程序模板，用于描述如何在 Kubernetes 上部署应用程序。
Chart 包含 Kubernetes 资源定义文件（YAML 格式），如 Deployment、Service、ConfigMap 等。
Chart 中使用模板引擎（Go 的 text/template 和 sprig 函数库）来生成可配置的 Kubernetes 资源。
Chart 还包含 values.yaml 文件，用于存储配置选项和参数化的值，使 Chart 可以根据不同的环境进行配置。

阶段二：安装和配置 Helm

安装 Helm

按照 Helm 官方网站的安装指南进行安装。通常，您可以从 Helm GitHub 存储库下载适用于您的操作系统的最新版本。
安装完成后，确保将 Helm 可执行文件添加到系统 PATH 中，以便在任何目录下都可以运行 Helm 命令。

初始化 Helm（对于 Helm 2）

使用 helm init 命令在 Kubernetes 集群上初始化 Helm，并部署 Tiller。
在 Helm 3 中，Tiller 已被移除，初始化过程变得更加简单，您不再需要执行 helm init。

添加 Helm 仓库

Helm 仓库是存储 Helm Charts 的地方。您可以从默认的公共仓库获取 Charts，也可以添加自定义的仓库。
使用

helm repo add

命令添加仓库，比如添加 stable 仓库：

helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable

阶段三：使用 Helm 管理应用程序

搜索和查看 Charts

使用 helm search repo 命令来搜索 Helm 仓库中的 Charts，并查看 Charts 的详细信息。
例如，搜索 WordPress Chart：

helm search repo wordpress

查看 Chart 的详细信息：

helm show chart stable/wordpress

安装应用程序

使用 helm install 命令安装 Helm Chart 到 Kubernetes 集群。
例如，安装 WordPress Chart：

helm install my-wordpress stable/wordpress

上述命令会将 WordPress 安装为一个 Helm Release，Release 名称为 my-wordpress。

查看已安装的应用程序

使用 helm list 命令查看已安装的 Helm Releases 及其状态。
例如，查看已安装的 Releases：

helm list

卸载应用程序

使用 helm uninstall 命令卸载已安装的 Helm Release。
例如，卸载名为 my-wordpress 的 Release：

helm uninstall my-wordpress

更新应用程序

使用 helm upgrade 命令更新已安装的 Helm Release。
例如，更新 my-wordpress Release 的 Chart 版本：

helm upgrade my-wordpress stable/wordpress --version 9.0.0

回滚应用程序

使用 helm rollback 命令回滚到之前的 Helm Release 版本。
例如，回滚 my-wordpress Release 到第一个版本：

helm rollback my-wordpress 1

阶段四：编写自定义的 Helm Charts

Chart 结构

Helm Chart 的目录结构非常重要，它影响了 Chart 的可读性和维护性。
典型的 Chart 目录结构如下：

├── Chart.yaml # Chart 的元信息，包括版本、名称、描述等
├── values.yaml # 默认的配置值
├── charts/ # 用于存放其他依赖的 Helm Charts
└── templates/ # 存放模板文件，生成 Kubernetes 资源

Chart 模板

Helm 使用 Go 的 text/template 和 sprig 函数库作为模板引擎，模板中包含注释和代码。
模板中的重要变量有 .Values、.Release 和 .Template。

.Values

可用于访问 values.yaml 中定义的值，例如：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
 name: {{ .Values.appName }}

Values 文件

Values 文件用于存储配置选项和参数化 Chart 的部署，使 Chart 可以在不同环境中进行配置。
在 values.yaml 文件中，您可以定义默认的配置值，并且在模板文件中使用这些值。
例如，在 values.yaml 中定义：

appName: my-app
replicas: 3
image:
 repository: myregistry/my-app
 tag: latest

依赖管理

Helm 允许您在 Chart 中管理依赖关系，这样您可以更好地组织和复用 Charts。
可以在 Chart.yaml 中使用 dependencies 字段指定依赖的 Charts。
通过 helm dependency 命令下载和更新依赖的 Charts。
了解如何在 Chart 中使用依赖的资源，例如，将其他 Chart 中的服务作为子 Chart 部署到您的应用程序中。

阶段五：高级主题

使用 Helm Hooks

Helm Hooks 允许您在特定阶段执行脚本，例如在安装、升级或删除 Helm Release 的不同生命周期中。这对于执行应用程序初始化、数据库迁移、配置更新等操作非常有用。

使用 Helm Hooks 的一般步骤：

在 Chart 中定义 Hooks：在 Chart 的 templates 目录中，创建一个或多个以 .yaml 结尾的文件，这些文件将包含 Hook 的定义。例如，templates/pre-install.yaml 文件定义了一个在安装 Release 前执行的 Hook。

使用 Hook 模板：在 Hook 模板中，您可以使用 Helm 的模板引擎来生成 Kubernetes 资源，就像您在其他模板中所做的那样。

在 Chart 的 Chart.yaml 文件中指定 Hook：在 Chart.yaml 文件的 hooks 部分，您可以为每个 Hook 文件定义一个条目，以指定何时执行该 Hook。

使用示例：

假设您有一个 pre-install.yaml 文件，其中包含以下内容：

 apiVersion: batch/v1
 kind: Job
 metadata:
   name: {{ .Release.Name }}-pre-install-job
 spec:
   template:
     spec:
       containers:
         - name: pre-install
           image: busybox
           command: ['sh', '-c', 'echo "Pre-install hook executed"']
       restartPolicy: Never

在 Chart.yaml 文件的 hooks 部分，添加以下内容：

 hooks:
   pre-install:
     - name: pre-install-job
       manifest: templates/pre-install.yaml

这样，在安装 Release 之前，Helm 将创建一个名为 pre-install-job 的 Job，并在其中执行定义的操作。

使用 Helm Secrets

Helm Secrets 是一个 Helm 插件，用于管理加密的敏感信息，如密码、证书等。它使用 PGP 密钥对敏感数据进行加密，确保在 Chart 中不明文存储敏感信息。

使用 Helm Secrets 的一般步骤：

安装 Helm Secrets：首先，您需要安装 Helm Secrets 插件。您可以通过在 Helm 客户端上执行以下命令来安装它：

 helm plugin install https://github.com/zendesk/helm-secrets

初始化 Helm Secrets：在 Helm Chart 中使用 Helm Secrets 插件之前，需要对 Chart 进行初始化，以确保密钥环境正确设置。

 helm secrets init <path/to/your/chart>

加密敏感信息：在 Chart 的 values.yaml 文件中，您可以使用 Helm Secrets 提供的 helm secrets enc 命令加密敏感信息。

 helm secrets enc values.yaml

解密敏感信息：在需要访问敏感信息的时候，您可以使用 Helm Secrets 提供的 helm secrets dec 命令解密它们。

 helm secrets dec values.yaml

使用示例：

假设您在 values.yaml 文件中有以下敏感信息：

  password: mysecretpassword

使用以下命令对其进行加密：

 helm secrets enc values.yaml

这将生成一个名为 values.yaml.dec 的加密文件。在使用 Chart 时，Helm Secrets 会自动解密这些敏感信息。

使用 Helm Plugins

Helm 插件是一种扩展 Helm 功能的方式，它允许您添加自定义命令或功能。可以使用 Helm 插件来扩展 Helm 的能力，实现特定的自动化或增强用户体验。

编写 Helm 插件

首先，您需要编写自己的 Helm 插件，这通常是一个独立的可执行文件。

编写 Helm 插件需要以下步骤：

创建一个新的目录，并命名为您的插件名称，例如 helm-plugin-example。

在该目录下创建一个名为 helm-plugin-example.go 的 Go 语言源代码文件。

在 helm-plugin-example.go 文件中编写插件的代码。一个简单的 Helm 插件需要实现以下接口：

 go
 package main
 
 import (
     "fmt"
     "os"
 
     "github.com/mitchellh/cli"
 )
 
 type Plugin struct{}
 
 func (p *Plugin) Help() string {
     return "This is a Helm plugin example"
 }
 
 func (p *Plugin) Synopsis() string {
     return "A brief description of the plugin"
 }
 
 func (p *Plugin) Run(args []string) int {
     fmt.Println("Running the Helm plugin example")
     return 0
 }
 
 func main() {
     plugin := &Plugin{}
     cli := &cli.CLI{
         Args:     os.Args[1:],
         Commands: map[string]cli.CommandFactory{},
         HelpFunc: cli.BasicHelpFunc("helm-plugin-example"),
         Synopsis: "A brief description of the plugin",
     }
     exitCode, err := cli.Run()
     if err != nil {
         fmt.Fprintf(os.Stderr, "Error: %s\n", err)
     }
     os.Exit(exitCode)
 }

这是一个非常简单的例子，实际的 Helm 插件可能包含更多复杂的逻辑和功能。