Kunbernetes-容器云应用的安装部署工具Helm
1、Helm介绍
在Kubernetes中部署容器云的应用也是一项有挑战性的工作，Helm就是为了简化在Kubernetes中安装部署容器云应用的一个客户端工具。通过helm能够帮助开发者定义、安装和升级Kubernetes中的容器云应用，同时，也可以通过helm进行容器云应用的分享。在Kubeapps Hub中提供了包括Redis、MySQL和Jenkins等参见的应用，通过helm可以使用一条命令就能够将其部署安装在自己的Kubernetes集群中。
helm的整体架构如下图所示，Helm架构由Helm客户端、Tiller服务器端和Chart仓库所组成；Tiller部署在Kubernetes中，Helm客户端从Chart仓库中获取Chart安装包，并将其安装部署到Kubernetes集群中。
Helm是管理Kubernetes包的工具，Helm能提供下面的能力：
- 创建新的charts
- 将charts打包成tgz文件
- 与chart仓库交互
- 安装和卸载Kubernetes的应用
- 管理使用Helm安装的charts的生命周期
在Helm中，有三个需要了解的重要概念：
- chart：是创建Kubernetes应用实例的信息集合；
- config：创建发布对象的chart的配置信息
- release：chart的运行实例，包含特定的config
1.1 Helm组件
在Helm中有两个主要的组件，既Helm客户端和Tiller服务器：
Helm客户端：这是一个供终端用户使用的命令行工具，客户端负责如下的工作：
- 本地chart开发
- 管理仓库
- 与Tiller服务器交互
-
- 发送需要被安装的charts
- 请求关于发布版本的信息
- 请求更新或者卸载已安装的发布版本
Tiller服务器： Tiller服务部署在Kubernetes集群中，Helm客户端通过与Tiller服务器进行交互，并最终与Kubernetes API服务器进行交互。 Tiller服务器负责如下的工作：
- 监听来自于Helm客户端的请求
- 组合chart和配置来构建一个发布
- 在Kubernetes中安装，并跟踪后续的发布
- 通过与Kubernetes交互，更新或者chart
客户端负责管理chart，服务器发展管理发布。
1.2 Helm技术实现
Helm客户端是使用Go语言编写的，它通过gRPC协议与Tiller服务器交互。
Tiller服务器也是使用Go语言编写的，它使用Kubernetes客户端类库（当前是哦那个REST+JSON）与Kubernetes进行通讯。
Tiller服务器通过Kubernetes的ConfigMap存储信息，因此本身没有用于存储数据库。
2、Helm安装部署
2.1 安装Helm客户端
在进行Helm客户端安装前，请确认已有可用的Kubernetes集群环境，并已安装了kubectl。
通过访问：https://github.com/kubernetes/helm/releases，下载Helm的合适的版本。
1）此文下载helm-v2.8.0-linux-amd64.tgz版本；
2）解压缩文件：tar -zxvf helm-v2.8.0-linux-amd64.tgz
3）将解压缩后的helm移至/usr/local/bin目录下：mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm
注意：
- 本文使用的操作系统为Centos 7.3；
- 最好在安装kubectl命令行工具的机器上安装Helm客户端；或者将安装kubectl命令行工具生成的配置文件（$HOME/.kube/config）复制到Helm客户端所安装的机器上($HOME/.kube/config)。
2.2 安装Tiller服务器
2.2.1 使用默认配置文件安装
通过在Helm客户端中执行如下的命令来安装Tiller服务器：
$ helm init
注意：
- helm init命令通过$HOME/.kube/config配置文件确定在哪个Kubernetes集群中按照Tiller服务器。
- 此命令会将Tiller服务器安装Kubernetes的kube-system命名空间中。
2.2.2 使用Service Account安装
1）创建一个名为tiller的Service Account
$ kubectl create serviceaccount tiller --namespace kube-system
2）授予名为tiller的Service Account集群管理员角色cluster-admin：
将tiller绑定至集群管理员角色的的yaml文件如下所示：
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1 kind: ClusterRoleBinding metadata: name: tiller roleRef: apiGroup: rbac.authorization.k8s.io kind: ClusterRole name: cluster-admin subjects: - kind: ServiceAccount name: tiller namespace: kube-system
通过执行kubectl create -f将授予tiller集群管理员角色：
$ kubectl create -f rbac-config.yaml
3）安装Tiller服务器
$ helm init --service-account tiller
2.3 验证安装
在安装完成后，可以通过执行如下命令来检查是安装成功：
$ helm version
如果正确显示Helm客户端和Tiller服务器的版本，这表示安装成功。
或者通过执行kubectl的如下命令来查看是否已正常按照Tiller服务器：
$ kubectl get pods -n kube-system
3、使用Helm
Helm所使用的包格式为chart，chart是描述Kubernetes资源的文件集合。通过chart能够部署类似于memcache等简单的应用，或者能够部署类似于Http服务器、数据库等复杂的应用。此文主要就chart目录、chart.yaml文件和values.yaml文件进行介绍。
3.1 Chart目录结构
在使用Helm之前，先以wordpress为例来看一下一个Chart都包含哪些内容：
wordpress/ Chart.yaml # 必需:：包含关于chart信息的YAML文件 LICENSE # 可选： chart的license描述文件 README.md # 可选：可读的说明文件 requirements.yaml # 可选：列示chart依赖的YAML文件 values.yaml # 必需：chart默认的配置值文件 charts/ # 可选：包含chart所有依赖的目录 templates/ # 可选：包含模板文件的目录 templates/NOTES.txt # 可选：部署后的使用说明
3.2 chart.yaml文件介绍
对于chart来说，chart.yaml文件是必需的文件，此文件的内容如下：
name: 必需，chart的名称 version: 必需，SemVer 2的版本 description: 可选，此项目的一句话描述 keywords: – 可选，此项目的关键词列表 home: 可选，此项目主页面的URL sources: – 可选，此项目的源代码URL列表 maintainers: # 可选 – name: 维护者的名字
email: 维护者的email地址 url: 维护者的URL engine: gotpl # 可选，模板引擎的名称 icon: 可选，被使用的SVG或者PNG格式图标的URL appVersion: 可选，应用的版本 deprecated: 可选，标识吃chart是否将要被废弃 tillerVersion: chart所要求的Tiller服务器的版本
3.3 values.yaml文件介绍
chart的配置文件values.yaml所包含的内容如下例子所示：
imageRegistry: "quay.io/deis" dockerTag: "latest" pullPolicy: "Always" storage: "s3"
在chart中可以包含一个默认的values.yaml文件，Helm安装命令也允许通过–values参数指定应该YAML文件：
$ helm install --values=myvals.yaml wordpress
通过给定–values参数的方式，helm会将此参数给定的YAML文件的内容与默认values.yaml文件的内容进行合并，例如在myvals.yaml文件的内容是：
storage: "gcs"
合并后的文件内容将如下所示：
imageRegistry: "quay.io/deis" dockerTag: "latest" pullPolicy: "Always" storage: "gcs"
注意：默认的值文件必需被命名为values.yaml。在Kubernetes中，对于如何使用helm安装部署容器化应用，请参考《基于Helm安装部署高可用的Redis》。
4 Chart应用仓库
Kubeapps Hub（https://hub.kubeapps.com）作为公共的chart应用仓库，目前在上面已经以chart的格式提供Nginx、Jenkins、Redis等常用应用。在此仓库中可以发现符合自己需要的Kubernetes应用，或者发布自己以chart格式构建的Kubernetes应用。
参考资料
- 《The package manager for Kubernetes》，作者：Microsoft，地址：https://docs.helm.sh/
- 《private Ethereum network Helm chart for Kubernetes》，作者：jpoon，地址：https://hub.kubeapps.com/charts/stable/ethereum
- 《简化Kubernetes应用部署工具-Helm简介》，作者：frognew，地址：https://www.kubernetes.org.cn/3435.html
