【云原生】k8s核心技术—集群安全机制 & Ingress & Helm & 持久化存储-20230222（下）

三、Helm

1. 引入

K8S上的应用对象，都是由特定的资源描述组成，包括 deployment、service 等。都保存各自文件中或者集中写到一个配置文件。然后 kubectl apply –f 部署。如果应用只由一个或几个这样的服务组成，上面部署方式足够了。而对于一个复杂的应用，会有很多类似上面的资源描述文件，例如微服务架构应用，组成应用的服务可能多达十个，几十个。如果有更新或回滚应用的需求，可能要修改和维护所涉及的大量资源文件，而这种组织和管理应用的方式就显得力不从心了。且由于缺少对发布过的应用版本管理和控制，使Kubernetes 上的应用维护和更新等面临诸多的挑战，主要面临以下问题：（1）如何将这些服务作为一个整体管理 （2）这些资源文件如何高效复用 （3）不支持应用级别的版本管理。

• 之前方式部署应用基本过程

1. 编写yaml文件
   1.1 deployment
   1.2 service
   1.3 ingress

缺陷：

• 如果使用之前方式部署单一应用，少数服务的应用，比较合适
• 比如部署微服务项目，可能有几十个服务，每个服务都有一套yaml文件，需要维护大量yaml文件，版本管理特别不方便

2. 使用功能Helm可以解决哪些问题

（1）使用helm可以把这些yaml作为一个整体管理

（2）实现yaml高效复用

（3）使用helm实现应用级别的版本管理

3. 介绍

Helm 是一个 Kubernetes 的包管理工具，就像 Linux 下的包管理器，如 yum / apt 等，可以很方便的将之前打包好的 yaml 文件部署到 kubernetes 上。

4. 3个重要概念

（1）helm：一个命令行客户端工具，主要用于 Kubernetes 应用 chart 的创建、打包、发布和管理。

（2）Chart：应用描述，一系列用于描述 k8s 资源相关文件的集合。（把yaml打包，是yaml的集合）

（3）Release：基于 Chart 的部署实体，一个 chart 被 Helm 运行后将会生成对应的一个release；将在 k8s 中创建出真实运行的资源对象。（基于chart 部署实体，应用级别的版本管理）

5. helm 版本变化

2019年11月13 日，Helm 团队发布 Helm v3 的第一个稳定版本。

本主要变化如下：

（1）V3版本删除Tiller

（2）Release 名称可以在不同命名空间重用

（3）支持将 Chart 推送至 Docker 镜像仓库中

6. helm安装及配置仓库

1. helm安装
   第一步：下载helm安装压缩文件，上传到Linux系统中
   第二步：解压helm压缩文件，把解压后的linux-amd64/helm目录移动到/usr/bin/ 目录下
   

2、配置helm仓库

微软仓库（http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts）这个仓库推荐，基本上官网有的 chart 这里都有。

阿里云仓库（https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts ）

官方仓库（https://hub.kubeapps.com/charts/incubator）官方 chart 仓库，国内有点不好使。

（1）添加仓库

helm repo add 仓库名称 仓库地址

helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts

helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts

（2）更新仓库地址

helm repo update

（3）删除仓库

helm repo remove aliyun

7. 使用helm快速部署应用

第一步：使用命令搜索应用

helm search repo 名称 （weave）

第二步：根据搜索内容选择安装

helm install 安装之后的名称 搜索之后的应用名称

查看安装之后状态

helm list 或 helm status +安装之后名称

从下图可以看到，目前ui-weave-scope并没有对外暴露端口，需要修改service类型为“NodePort”

** 修改service的yaml文件，type改为NodePort

kubectl get svc
kubectl edit svc + 名称

再次查看，既可以看到对外暴露的端口号。

8. 自己创建chart

1. 使用命令创建Chart
   helm create chart名称

• Chart.yaml：用于描述这个 Chart 的基本信息，包括名字、描述信息以及版本等。
• values.yaml ：用于存储 templates 目录中模板文件中用到变量的值（全局变量）。

• Templates： 目录里面存放所有 yaml 模板文件。

• charts：目录里存放这个 chart

2. 在 templates 文件夹创建2个yaml文件

• deployment.yaml
• service.yaml

kubectl create deployment web1 --image=nginx --dry-run -o yaml > deployment.yaml
kubectl expose deployment web1 --port=80 --target-port=80 --type=NodePort --dry-run -o yaml > service.yaml

3. 安装mychart
   安装前删除已存在的nginx：kubectl delete deployment pod名称

kubectl install web1 mychart
kubectl get svc

4. 应用升级
   helm upgrade chart名称 目录

helm upgrade web1 mychart/

9. 实现yaml高效复用

通过传递参数，动态渲染模板，yaml内容动态传入参数生成。

在chart里有一个values.yaml文件，定义yaml文件全局变量。

yaml 文件大体有几个地方不同

• image
• tag
• label
• port
• replicas

1、在values.yaml定义变量和值

2、在templates的yaml文件使用values.yaml定义变量的值

通过表达式形式使用全局变量：{{ .Values.变量名称}} 或 {{ .Release.Name}}

四、持久化存储

数据卷 emptydir，是本地存储，pod重启，数据不存在了，需要对数据持久化存储。

1.nfs—网络存储

pod 重启，数据仍然存在

• 第一步：找一台服务器nfs服务端

（1）安装nfs

yum install -y nfs-utils

（2）设置挂载路径

vim /etc/exports

/data/nfs *(rw,no_root_squash)

检查：

执行如下命令，如果报错会有提示，修改/etc/exports文件即可。

exportfs -r     # 不报错即可

（3）挂载路径需要创建出来，这里的挂在路径为：/data/nfs

• 第二步：在k8s集群node节点安装nfs，所有节点都要装
  yum install -y nfs-utils
  
• 第三步：在nfs服务器启动nfs服务
  systemctl start nfs
ps -ef | grep nfs
  

• 第四步：在k8s集群部署应用使用nfs持久网络存储
  ①在pv目录下创建nfs-nginx.yaml文件，将下述代码复制进去：
  

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-dep1
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        volumeMounts:
        - name: wwwroot
          mountPath: /usr/share/nginx/html
        ports:
        - containerPort: 80
      volumes:
        - name: wwwroot
          nfs:
            server: 192.168.2.6  ## nfs服务器IP
            path: /data/nfs   ## nfs服务器挂在路径

②运行yaml文件

kubevtl apply -f nfs-nginx.yaml

③查看

kubectl get pods

④在nfs服务器中，目录/data/nfs/下创建index.yaml文件，编辑内容

⑤进入master中创建的pod中，查看index.yaml文件存在，查看内容

kubectl exec -it [pod 名称] bash

⑥暴露端口号

kubectl expose deployment nginx-dep1 --port=80 --target-port=80 --type=NodePort

⑦访问nginx显示编辑的内容

2. PV和PVC

1. PV：持久化存储，对存储资源进行抽象，对外提供可以调用的地方（生产者）
   
2. PVC：用于调用，不需要关心内部实现细节（消费者）
   
3. 实现流程
   

pv相当于物理主机，pvc相当于电脑中的C盘D盘等存储磁盘，必须依赖于主机存在，类似于pvc必须要绑定pv

4、步骤
①在pv目录下创建两个yaml文件，pv.yaml和pvc.yaml，分别将下述内容复制到对应yaml文件中：

1. pv.yaml内容：
   

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: my-pv
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  nfs:
    path: /data/nfs     ## nfs服务器中挂在路径
    server: 192.168.2.6   ## nfs服务器IP

pvc.yaml内容：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-dep1
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        volumeMounts:
        - name: wwwroot
          mountPath: /usr/share/nginx/html
        ports:
        - containerPort: 80
      volumes:
      - name: wwwroot
        persistentVolumeClaim:
          claimName: my-pvc
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: my-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi

②运行两个yaml文件

kubectl apply -f pv.yaml
kubectl apply -f pvc.yaml

③查看

kubectl get pods
kubectl get pv,pvc

④进入任意一个创建的pod中，由于副本数为3，所以我们随便进一个，就会有和nfs服务器一样的index.html文件

kubectl exec -it nginx-dep1-58b7bf955f-7s8hp  bash