43. Helm 的基本使用

上节课我们成功安装了Helm的客户端以及服务端Tiller Server,我们也自己尝试创建了我们的第一个 Helm Chart 包,这节课就来和大家一起学习下 Helm 中的一些常用的操作方法。

仓库

Helm 的 Repo 仓库和 Docker Registry 比较类似,Chart 库可以用来存储和共享打包 Chart 的位置,我们在安装了 Helm 后,默认的仓库地址是 google 的一个地址,这对于我们不能科学上网的同学就比较苦恼了,没办法访问到官方提供的 Chart 仓库,可以用helm repo list来查看当前的仓库配置:

$ helm repo list
NAME       URL
stable     https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com/
local      http://127.0.0.1:8879/charts

我们可以看到除了一个默认的 stable 的仓库配置外,还有一个 local 的本地仓库,这是我们本地测试的一个仓库地址。其实要创建一个 Chart 仓库也是非常简单的,Chart 仓库其实就是一个带有index.yaml索引文件和任意个打包的 Chart 的 HTTP 服务器而已,比如我们想要分享一个 Chart 包的时候,将我们本地的 Chart 包上传到该服务器上面,别人就可以使用了,所以其实我们自己托管一个 Chart 仓库也是非常简单的,比如阿里云的 OSS、Github Pages,甚至自己创建的一个简单服务器都可以。

为了解决科学上网的问题,我这里建了一个 Github Pages 仓库,每天会自动和官方的仓库进行同步,地址是:https://github.com/cnych/kube-charts-mirror,这样我们就可以将我们的 Helm 默认仓库地址更改成我们自己的仓库地址了:

$ helm repo remove stable
"stable" has been removed from your repositories
$ helm repo add stable https://cnych.github.io/kube-charts-mirror/
"stable" has been added to your repositories
$ helm repo list
NAME       URL
stable     https://cnych.github.io/kube-charts-mirror/
local      http://127.0.0.1:8879/charts
$ helm repo update
Hang tight while we grab the latest from your chart repositories...
...Skip local chart repository
...Successfully got an update from the "stable" chart repository
Update Complete. ⎈ Happy Helming!

仓库添加完成后,可以使用 update 命令进行仓库更新。当然如果要我们自己来创建一个 web 服务器来服务 Helm Chart 的话,只需要实现下面几个功能点就可以提供服务了:

  • 将索引和Chart置于服务器目录中
  • 确保索引文件index.yaml可以在没有认证要求的情况下访问
  • 确保 yaml 文件的正确内容类型(text/yaml 或 text/x-yaml)

如果你的 web 服务提供了上面几个功能,那么也就可以当做 Helm Chart 仓库来使用了。

查找 chart

Helm 将 Charts 包安装到 Kubernetes 集群中,一个安装实例就是一个新的 Release,要找到新的 Chart,我们可以通过搜索命令完成。

记住,如果不能科学上网,将默认的 stable 的仓库地址更换成上面我们创建的地址

直接运行helm search命令可以查看有哪些 Charts 是可用的:

$ helm search
NAME                                     CHART VERSION    APP VERSION                     DESCRIPTION
...
stable/minio                             1.6.3            RELEASE.2018-08-25T01-56-38Z    Minio is a high performance distributed object storage se...
stable/mission-control                   0.4.2            3.1.2                           A Helm chart for JFrog Mission Control
stable/mongodb                           4.2.2            4.0.2                           NoSQL document-oriented database that stores JSON-like do...
stable/mongodb-replicaset                3.5.6            3.6                             NoSQL document-oriented database that stores JSON-like do...
...
stable/zetcd                             0.1.9            0.0.3                           CoreOS zetcd Helm chart for Kubernetes
...

如果没有使用过滤条件,helm search 显示所有可用的 charts。可以通过使用过滤条件进行搜索来缩小搜索的结果范围:

$ helm search mysql
NAME                                CHART VERSION    APP VERSION    DESCRIPTION
...
stable/mysql                        0.10.1           5.7.14         Fast, reliable, scalable, and easy to use open-source rel...
stable/mysqldump                    0.1.0            5.7.21         A Helm chart to help backup MySQL databases using mysqldump
stable/prometheus-mysql-exporter    0.1.0            v0.10.0        A Helm chart for prometheus 
stable/mariadb                      4.4.0            10.1.35        Fast, reliable, scalable, and easy to use open-source rel...
...

可以看到明显少了很多 charts 了,同样的,我们可以使用 inspect 命令来查看一个 chart 的详细信息:

$ helm inspect stable/mysql
appVersion: 5.7.14
description: Fast, reliable, scalable, and easy to use open-source relational database
  system.
engine: gotpl
home: https://www.mysql.com/
icon: https://www.mysql.com/common/logos/logo-mysql-170x115.png
keywords:
- mysql
- database
- sql
maintainers:
- email: o.with@sportradar.com
  name: olemarkus
- email: viglesias@google.com
  name: viglesiasce
name: mysql
sources:
- https://github.com/kubernetes/charts
- https://github.com/docker-library/mysql
version: 0.10.1

---
## mysql image version
## ref: https://hub.docker.com/r/library/mysql/tags/
##
image: "mysql"
imageTag: "5.7.14"
...

使用 inspect 命令可以查看到该 chart 里面所有描述信息,包括运行方式、配置信息等等。

通过 helm search 命令可以找到我们想要的 chart 包,找到后就可以通过 helm install 命令来进行安装了。

安装 chart

要安装新的软件包,直接使用 helm install 命令即可。最简单的情况下,它只需要一个 chart 的名称参数:

$ helm install stable/mysql
NAME:   mewing-squid
LAST DEPLOYED: Tue Sep  4 23:31:23 2018
NAMESPACE: default
STATUS: DEPLOYED

RESOURCES:
==> v1/PersistentVolumeClaim
NAME                STATUS   VOLUME  CAPACITY  ACCESS MODES  STORAGECLASS  AGE
mewing-squid-mysql  Pending  1s

==> v1/Service
NAME                TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP  PORT(S)   AGE
mewing-squid-mysql  ClusterIP  10.108.197.48  <none>       3306/TCP  1s

==> v1beta1/Deployment
NAME                DESIRED  CURRENT  UP-TO-DATE  AVAILABLE  AGE
mewing-squid-mysql  1        0        0           0          1s

==> v1/Pod(related)
NAME                                 READY  STATUS   RESTARTS  AGE
mewing-squid-mysql-69f587bdf9-z7glv  0/1    Pending  0         0s

==> v1/Secret
NAME                TYPE    DATA  AGE
mewing-squid-mysql  Opaque  2     1s

==> v1/ConfigMap
NAME                     DATA  AGE
mewing-squid-mysql-test  1     1s


NOTES:
MySQL can be accessed via port 3306 on the following DNS name from within your cluster:
mewing-squid-mysql.default.svc.cluster.local

To get your root password run:

    MYSQL_ROOT_PASSWORD=$(kubectl get secret --namespace default mewing-squid-mysql -o jsonpath="{.data.mysql-root-password}" | base64 --decode; echo)

To connect to your database:

1. Run an Ubuntu pod that you can use as a client:

    kubectl run -i --tty ubuntu --image=ubuntu:16.04 --restart=Never -- bash -il

2. Install the mysql client:

    $ apt-get update && apt-get install mysql-client -y

3. Connect using the mysql cli, then provide your password:
    $ mysql -h mewing-squid-mysql -p

To connect to your database directly from outside the K8s cluster:
    MYSQL_HOST=127.0.0.1
    MYSQL_PORT=3306

    # Execute the following command to route the connection:
    kubectl port-forward svc/mewing-squid-mysql 3306

    mysql -h ${MYSQL_HOST} -P${MYSQL_PORT} -u root -p${MYSQL_ROOT_PASSWORD}

现在 mysql chart 已经安装上了,安装 chart 会创建一个新 release 对象。上面的 release 被命名为 hmewing-squid。如果你想使用你自己的 release 名称,只需使用--name参数指定即可,比如:

$ helm install stable/mysql --name mydb

在安装过程中,helm 客户端将打印有关创建哪些资源的有用信息,release 的状态以及其他有用的配置信息,比如这里的有访问 mysql 服务的方法、获取 root 用户的密码以及连接 mysql 的方法等信息。

值得注意的是 Helm 并不会一直等到所有资源都运行才退出。因为很多 charts 需要的镜像资源非常大,所以可能需要很长时间才能安装到集群中去。

要跟踪 release 状态或重新读取配置信息,可以使用 helm status 查看:

$  helm status mewing-squid
LAST DEPLOYED: Tue Sep  4 23:31:23 2018
NAMESPACE: default
STATUS: DEPLOYED

RESOURCES:
...

可以看到当前 release 的状态是DEPLOYED,下面还有一些安装的时候出现的信息。

自定义 chart

上面的安装方式是使用 chart 的默认配置选项。但是在很多时候,我们都需要自定义 chart 以满足自身的需求,要自定义 chart,我们就需要知道我们使用的 chart 支持的可配置选项才行。

要查看 chart 上可配置的选项,使用helm inspect values命令即可,比如我们这里查看上面的 mysql 的配置选项:

$ helm inspect values stable/mysql
## mysql image version
## ref: https://hub.docker.com/r/library/mysql/tags/
##
image: "mysql"
imageTag: "5.7.14"

## Specify password for root user
##
## Default: random 10 character string
# mysqlRootPassword: testing

## Create a database user
##
# mysqlUser:
## Default: random 10 character string
# mysqlPassword:

## Allow unauthenticated access, uncomment to enable
##
# mysqlAllowEmptyPassword: true

## Create a database
##
# mysqlDatabase:

## Specify an imagePullPolicy (Required)
## It's recommended to change this to 'Always' if the image tag is 'latest'
## ref: http://kubernetes.io/docs/user-guide/images/#updating-images
##
imagePullPolicy: IfNotPresent

extraVolumes: |
  # - name: extras
  #   emptyDir: {}

extraVolumeMounts: |
  # - name: extras
  #   mountPath: /usr/share/extras
  #   readOnly: true

extraInitContainers: |
  # - name: do-something
  #   image: busybox
  #   command: ['do', 'something']

# Optionally specify an array of imagePullSecrets.
# Secrets must be manually created in the namespace.
# ref: https://kubernetes.io/docs/concepts/containers/images/#specifying-imagepullsecrets-on-a-pod
# imagePullSecrets:
  # - name: myRegistryKeySecretName

## Node selector
## ref: https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/assign-pod-node/#nodeselector
nodeSelector: {}

livenessProbe:
  initialDelaySeconds: 30
  periodSeconds: 10
  timeoutSeconds: 5
  successThreshold: 1
  failureThreshold: 3

readinessProbe:
  initialDelaySeconds: 5
  periodSeconds: 10
  timeoutSeconds: 1
  successThreshold: 1
  failureThreshold: 3

## Persist data to a persistent volume
persistence:
  enabled: true
  ## database data Persistent Volume Storage Class
  ## If defined, storageClassName: <storageClass>
  ## If set to "-", storageClassName: "", which disables dynamic provisioning
  ## If undefined (the default) or set to null, no storageClassName spec is
  ##   set, choosing the default provisioner.  (gp2 on AWS, standard on
  ##   GKE, AWS & OpenStack)
  ##
  # storageClass: "-"
  accessMode: ReadWriteOnce
  size: 8Gi
  annotations: {}

## Configure resource requests and limits
## ref: http://kubernetes.io/docs/user-guide/compute-resources/
##
resources:
  requests:
    memory: 256Mi
    cpu: 100m

# Custom mysql configuration files used to override default mysql settings
configurationFiles: {}
#  mysql.cnf: |-
#    [mysqld]
#    skip-name-resolve
#    ssl-ca=/ssl/ca.pem
#    ssl-cert=/ssl/server-cert.pem
#    ssl-key=/ssl/server-key.pem

# Custom mysql init SQL files used to initialize the database
initializationFiles: {}
#  first-db.sql: |-
#    CREATE DATABASE IF NOT EXISTS first DEFAULT CHARACTER SET utf8 DEFAULT COLLATE utf8_general_ci;
#  second-db.sql: |-
#    CREATE DATABASE IF NOT EXISTS second DEFAULT CHARACTER SET utf8 DEFAULT COLLATE utf8_general_ci;

metrics:
  enabled: false
  image: prom/mysqld-exporter
  imageTag: v0.10.0
  imagePullPolicy: IfNotPresent
  resources: {}
  annotations: {}
    # prometheus.io/scrape: "true"
    # prometheus.io/port: "9104"
  livenessProbe:
    initialDelaySeconds: 15
    timeoutSeconds: 5
  readinessProbe:
    initialDelaySeconds: 5
    timeoutSeconds: 1

## Configure the service
## ref: http://kubernetes.io/docs/user-guide/services/
service:
  ## Specify a service type
  ## ref: https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/#publishing-services---service-types
  type: ClusterIP
  port: 3306
  # nodePort: 32000

ssl:
  enabled: false
  secret: mysql-ssl-certs
  certificates:
#  - name: mysql-ssl-certs
#    ca: |-
#      -----BEGIN CERTIFICATE-----
#      ...
#      -----END CERTIFICATE-----
#    cert: |-
#      -----BEGIN CERTIFICATE-----
#      ...
#      -----END CERTIFICATE-----
#    key: |-
#      -----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
#      ...
#      -----END RSA PRIVATE KEY-----

## Populates the 'TZ' system timezone environment variable
## ref: https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/time-zone-support.html
##
## Default: nil (mysql will use image's default timezone, normally UTC)
## Example: 'Australia/Sydney'
# timezone:

# To be added to the database server pod(s)
podAnnotations: {}

然后,我们可以直接在 YAML 格式的文件中来覆盖上面的任何配置,在安装的时候直接使用该配置文件即可:(config.yaml)

mysqlUser: haimaxyUser
mysqlDatabase: haimaxyDB
service:
  type: NodePort

我们这里通过 config.yaml 文件定义了 mysqlUser 和 mysqlDatabase,并且把 service 的类型更改为了 NodePort,然后现在我们来安装的时候直接指定该 yaml 文件:

$ helm install -f config.yaml stable/mysql --name mydb
NAME:   mydb
LAST DEPLOYED: Wed Sep  5 00:09:44 2018
NAMESPACE: default
STATUS: DEPLOYED

RESOURCES:
==> v1/Secret
NAME        TYPE    DATA  AGE
mydb-mysql  Opaque  2     1s

==> v1/ConfigMap
NAME             DATA  AGE
mydb-mysql-test  1     1s

==> v1/PersistentVolumeClaim
NAME        STATUS   VOLUME  CAPACITY  ACCESS MODES  STORAGECLASS  AGE
mydb-mysql  Pending  1s

==> v1/Service
NAME        TYPE      CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP  PORT(S)         AGE
mydb-mysql  NodePort  10.96.150.198  <none>       3306:32604/TCP  0s

==> v1beta1/Deployment
NAME        DESIRED  CURRENT  UP-TO-DATE  AVAILABLE  AGE
mydb-mysql  1        1        1           0          0s

==> v1/Pod(related)
NAME                        READY  STATUS   RESTARTS  AGE
mydb-mysql-dfc999888-hbw5d  0/1    Pending  0         0s
...

我们可以看到当前 release 的名字已经变成 mydb 了。然后可以查看下 mydb 关联的 Service 是否变成 NodePort 类型的了:

$ kubectl get svc
NAME                 TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes           ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP          110d
mewing-squid-mysql   ClusterIP   10.108.197.48    <none>        3306/TCP         46m
mydb-mysql           NodePort    10.96.150.198    <none>        3306:32604/TCP   8m

看到服务 mydb-mysql 变成了 NodePort 类型的,二之前默认创建的 mewing-squid-mysql 是 ClusterIP 类型的,证明上面我们通过 YAML 文件来覆盖 values 是成功的。

接下来我们查看下 Pod 的状况:

$ kubectl get pods
NAME                                      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mewing-squid-mysql-69f587bdf9-z7glv       0/1       Pending   0          49m
mydb-mysql-dfc999888-hbw5d                0/1       Pending   0          11m

比较奇怪的是之前默认创建的和现在的 mydb 的 release 创建的 Pod 都是 Pending 状态,直接使用 describe 命令查看下:

$ kubectl describe pod mydb-mysql-dfc999888-hbw5d
Name:           mydb-mysql-dfc999888-hbw5d
Namespace:      default
Node:           <none>
Labels:         app=mydb-mysql
                pod-template-hash=897555444
...
Events:
  Type     Reason            Age                From               Message
  ----     ------            ----               ----               -------
  Warning  FailedScheduling  2m (x37 over 12m)  default-scheduler  pod has unbound PersistentVolumeClaims (repeated 2 times)

我们可以发现两个 Pod 处于 Pending 状态的原因都是 PVC 没有被绑定上,所以这里我们可以通过 storageclass 或者手动创建一个合适的 PV 对象来解决这个问题。

另外为了说明 helm 更新的用法,我们这里来直接禁用掉数据持久化,可以在上面的 config.yaml 文件中设置:

persistence:
  enabled: false

另外一种方法就是在安装过程中使用--set来覆盖对应的 value 值,比如禁用数据持久化,我们这里可以这样来覆盖:

$ helm install stable/mysql --set persistence.enabled=false --name mydb

升级

我们这里将数据持久化禁用掉来对上面的 mydb 进行升级:

$ echo config.yaml
mysqlUser: haimaxyUser
mysqlDatabase: haimaxyDB
service:
  type: NodePort
persistence:
  enabled: false
$ helm upgrade -f config.yaml mydb stable/mysql
helm upgrade -f config.yaml mydb stable/mysql
Release "mydb" has been upgraded. Happy Helming!
LAST DEPLOYED: Wed Sep  5 00:38:33 2018
NAMESPACE: default
STATUS: DEPLOYED

RESOURCES:
...

可以看到已经变成 DEPLOYED 状态了,现在我们再去看看 Pod 的状态呢:

$ kubectl get pods
NAME                                      READY     STATUS            RESTARTS   AGE
mewing-squid-mysql-69f587bdf9-z7glv       0/1       Pending           0          1h
mydb-mysql-6ffc84bbf6-lcn4d               0/1       PodInitializing   0          49s
...

我们看到 mydb 关联的 Pod 已经变成了 PodInitializing 的状态,已经不是 Pending 状态了,同样的,使用 describe 命令查看:

$ kubectl describe pod mydb-mysql-6ffc84bbf6-lcn4d
Name:           mydb-mysql-6ffc84bbf6-lcn4d
Namespace:      default
Node:           node02/10.151.30.63
Start Time:     Wed, 05 Sep 2018 00:38:33 +0800
Labels:         app=mydb-mysql
                pod-template-hash=2997406692
Annotations:    <none>
Status:         Pending
...
Events:
  Type    Reason                 Age   From               Message
  ----    ------                 ----  ----               -------
  Normal  SuccessfulMountVolume  58s   kubelet, node02    MountVolume.SetUp succeeded for volume "data"
  Normal  SuccessfulMountVolume  58s   kubelet, node02    MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-n9w2d"
  Normal  Scheduled              57s   default-scheduler  Successfully assigned mydb-mysql-6ffc84bbf6-lcn4d to node02
  Normal  Pulling                57s   kubelet, node02    pulling image "busybox:1.25.0"
  Normal  Pulled                 45s   kubelet, node02    Successfully pulled image "busybox:1.25.0"
  Normal  Created                44s   kubelet, node02    Created container
  Normal  Started                44s   kubelet, node02    Started container
  Normal  Pulling                41s   kubelet, node02    pulling image "mysql:5.7.14"

我们可以看到现在没有任何关于 PVC 的错误信息了,这是因为我们刚刚更新的版本中就是禁用掉了的数据持久化的,证明 helm upgrade 和 --values 是生效了的。现在我们使用 helm ls 命令查看先当前的 release:

$ helm ls
NAME            REVISION    UPDATED                     STATUS      CHART           APP VERSION    NAMESPACE
mewing-squid    1           Tue Sep  4 23:31:23 2018    DEPLOYED    mysql-0.10.1    5.7.14         default
mydb            2           Wed Sep  5 00:38:33 2018    DEPLOYED    mysql-0.10.1    5.7.14         default

可以看到 mydb 这个 release 的REVISION已经变成2了,这是因为 release 的版本是递增的,每次安装、升级或者回滚,版本号都会加1,第一个版本号始终为1,同样我们可以使用 helm history 命令查看 release 的历史版本:

$ helm history mydb
REVISION    UPDATED                     STATUS        CHART           DESCRIPTION
1           Wed Sep  5 00:09:44 2018    SUPERSEDED    mysql-0.10.1    Install complete
2           Wed Sep  5 00:38:33 2018    DEPLOYED      mysql-0.10.1    Upgrade complete

当然如果我们要回滚到某一个版本的话,使用 helm rollback 命令即可,比如我们将 mydb 回滚到上一个版本:

$ $ helm rollback mydb 1

删除

上节课我们就学习了要删除一个 release 直接使用 helm delete 命令就 OK:

$ helm delete mewing-squid
release "mewing-squid" deleted

这将从集群中删除该 release,但是这并不代表就完全删除了,我们还可以通过--deleted参数来显示被删除掉 release:

$ helm list --deleted
NAME            REVISION    UPDATED                     STATUS     CHART           APP VERSION    NAMESPACE
mewing-squid    1           Tue Sep  4 23:31:23 2018    DELETED    mysql-0.10.1    5.7.14         default
$  helm list --all
NAME            REVISION    UPDATED                     STATUS      CHART           APP VERSION    NAMESPACE
mewing-squid    1           Tue Sep  4 23:31:23 2018    DELETED     mysql-0.10.1    5.7.14         default
mydb            2           Wed Sep  5 00:38:33 2018    DEPLOYED    mysql-0.10.1    5.7.14         default

helm list --all则会显示所有的 release,包括已经被删除的

由于 Helm 保留已删除 release 的记录,因此不能重新使用 release 名称。(如果 确实 需要重新使用此 release 名称,则可以使用此 --replace 参数,但它只会重用现有 release 并替换其资源。)这点是不是和 docker container 的管理比较类似

请注意,因为 release 以这种方式保存,所以可以回滚已删除的资源并重新激活它。

如果要彻底删除 release,则需要加上--purge参数:

$ helm delete mewing-squid --purge
release "mewing-squid" deleted

我们这里只是讲到了 Helm 的一些常用的方法,更多用法我们将在后面的课程中和大家接触到。

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