用Helm部署Kubernetes应用，支持多环境部署与版本回滚

1 前言

Helm是优秀的基于Kubernetes的包管理器。利用Helm，可以快速安装常用的Kubernetes应用，可以针对同一个应用快速部署多套环境，还可以实现运维人员与开发人员的职责分离。现在让我们安装并体现一下，如何通过Helm安装MongoDB吧。

Kubernetes环境搭建可参考：Mac上使用Docker Desktop启动Kubernetes，踩坑后终于搞掂

2 Helm相关概念

包管理是一种复用理念，Helm与Kubernetes的关系，就像是yum与CentOS，pip于python，npm于JavaScript。Helm的作用有以下几点：

• 快速安装常用应用：许多大公司都有helm仓库，为我们提供了许多优秀的应用，可以直接拉取安装，如快速部署Redis集群、安装Jenkins等。
• 多环境部署：通常我们需要多套环境，如开发环境、测试环境、生产环境等，helm可以通过模板+变量的形式实现快速部署；
• 运维与开发隔离：运维人员管理k8s资源，写部署模板及默认配置；开发人员只需要提供少量配置即可，把精力专注在业务开发上。

在使用helm之前，以下概念应该要搞懂：

• helm客户端：安装在能连上kubernetes集群的机器都行，用于安装、卸载应用等。
• tiller：这是helm的服务端，部署在kubernetes集群中。客户端发请求给Tiller，Tiller再提交给kubernetes。在helm3已经不再需要tiller了，所以建议使用v3版本的helm。
• chart：一个helm的软件包，采用TAR格式打包，其实就是一堆用来定义kubernetes资源的YAML文件的集合。
• Repository：仓库，存放Chart的地方，helm可以同时管理多个Repository，非常方便。
• Release：使用helm部署在kubernetes的应用集叫Release，它是以label的方式来标记的。

3 安装并使用

3.1 安装helm

这里安装helm v3，原因已经讲过，这样可以省去安装tiller。通过直接从GitHub下载安装的方式，地址为：https://github.com/helm/helm/...

下载解压后，添加环境变量到.bash_profile即可。

export HELM_HOME=/Users/pkslow/Software/helm
export PATH=$PATH:$HELM_HOME

测试一下命令：

$ helm version
version.BuildInfo{Version:"v3.2.4", GitCommit:"0ad800ef43d3b826f31a5ad8dfbb4fe05d143688", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.13.12"}

3.2 仓库管理

列出已经配置的仓库（我配置了阿里和微软的库）：

$ helm repo ls
NAME      URL                                                   
stable    https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
azure     http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts

新增仓库：

$ helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
"bitnami" has been added to your repositories

删除仓库：

$ helm repo remove bitnami
"bitnami" has been removed from your repositories

更新仓库包信息到本地：

$ helm repo update
Hang tight while we grab the latest from your chart repositories...
...Successfully got an update from the "stable" chart repository
...Successfully got an update from the "azure" chart repository
Update Complete. ⎈ Happy Helming!⎈ 

3.3 安装MongoDB

查看有什么MongoDB相关的包：

$ helm search repo mongo
NAME                                 CHART VERSION    APP VERSION    DESCRIPTION                                       
azure/mongodb                        7.8.10           4.2.4          DEPRECATED NoSQL document-oriented database tha...
azure/mongodb-replicaset             3.16.1           3.6            NoSQL document-oriented database that stores JS...
azure/prometheus-mongodb-exporter    2.5.0            v0.10.0        A Prometheus exporter for MongoDB metrics         
stable/mongodb                       0.4.27           3.7.1          NoSQL document-oriented database that stores JS...
stable/mongodb-replicaset            2.3.1            3.6            NoSQL document-oriented database that stores JS...
azure/unifi                          0.10.0           5.12.35        Ubiquiti Network's Unifi Controller               

指定Chart安装MongoDB：

$ helm install release101 azure/mongodb

其中release101是Release的名字，可按自己需求指定。查看Release状态：

$ helm ls
$ helm status release101

查看Dashboard如下，已经安装成功：

3.4 卸载重装

默认它的Service类型是ClusterIP，只能供kubernetes使用，我们将它删除：

$ helm delete release101
release "release101" uninstalled

从仓库下载Chart到本地：

$ helm fetch azure/mongodb

解压Chart的压缩文件：

$ tar zxvf ./mongodb-7.8.10.tgz

目录结构如下：

• Chart.yaml文件：用于描述Chart的基本信息，如名称、版本等；
• templates目录：部署文件模板目录；
• values.yaml文件：默认配置文件。

我们修改一下values.yaml文件，再重新安装：

修改Service类型为NodePort，并配置端口：

service:
  annotations: {}
  type: NodePort
  port: 27017
  nodePort: 30018

指定目录安装：

$ helm install pkslow1 ./mongodb

安装完成后，会提示如何获取MongoDB的用户名和密码，其中用户名为root，鉴权库为admin，密码通过以下命令获取（会提供命令）：

$ kubectl get secret --namespace default pkslow1-mongodb -o jsonpath="{.data.mongodb-root-password}" | base64 --decode

获取之后，就可以通过Robo3T连接数据库了：

4 玩点新花样

4.1 更新变量

复制values.yaml为values-pkslow.yaml，修改一下端口为30028，执行以下命令：

$ helm upgrade pkslow1 ./mongodb --values ./mongodb/values-pkslow.yaml

只是更新了端口，用户名和密码没有变，改了一下端口便可以连接。

查看定义了哪些变量：

$ helm get values pkslow1

4.2 部署一个新环境

同样准备一份yaml文件：values-pkslow-uat.yaml，修改想要的参数后，执行以下命令：

$ helm install pkslow-uat ./mongodb --values ./mongodb/values-pkslow-uat.yaml

查看列表：

$ helm ls
NAME          NAMESPACE    REVISION    UPDATED                                 STATUS      CHART             APP VERSION
pkslow-uat    default      1           2020-07-09 16:57:32.971523 +0800 CST    deployed    mongodb-7.8.10    4.2.4      
pkslow1       default      2           2020-07-09 16:45:41.217333 +0800 CST    deployed    mongodb-7.8.10    4.2.4   

这样就有两个环境了，其它一个环境还有两个版本，可以回滚。

4.3 版本回滚

查看历史版本：

$ helm history pkslow1
REVISION    UPDATED                     STATUS        CHART             APP VERSION    DESCRIPTION     
1           Thu Jul  9 01:14:09 2020    superseded    mongodb-7.8.10    4.2.4          Install complete
2           Thu Jul  9 16:45:41 2020    deployed      mongodb-7.8.10    4.2.4          Upgrade complete

回滚到版本1：

$ helm rollback pkslow1 1
Rollback was a success! Happy Helming!

再查看一下版本：

$ helm history pkslow1
REVISION    UPDATED                     STATUS        CHART             APP VERSION    DESCRIPTION     
1           Thu Jul  9 01:14:09 2020    superseded    mongodb-7.8.10    4.2.4          Install complete
2           Thu Jul  9 16:45:41 2020    superseded    mongodb-7.8.10    4.2.4          Upgrade complete
3           Thu Jul  9 17:06:49 2020    deployed      mongodb-7.8.10    4.2.4          Rollback to 1 

5 总结

一句话，helm就是一个方便部署的工具，没有它一样可以，有它就会更方便，真香！

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