前言

Kubernetes是一個可以幫助我們管理微服務的系統，為了因應功能項的不同，Kubernetes中也衍生出了各式各樣的objects，並透過yaml來部署與管理這些objects。

因為在Cluster當中，有著許多不同功能項的objects再加上不同的環境需要不同的變數與設定檔，導致我們需要維護相當多的yaml。

此外，有些功能性常見的服務，像是database存在於Cluster當中，也會需要相當多的yaml，這時我們也會希望有個registry能夠直接去pull這些yaml下來直接使用。

基於種種理由，我們現在要來介紹Helm為何何物！

What is Helm ?

Helm簡單來說就是個管理諸多kubernetes設定檔的工具，他會把一個Kubernetes 服務中許許多多的yaml檔都打包成一個名為chart的集合。再透過給定參數的方式去管理這些所有的yaml檔。

這樣說好像有點抽象，下面我們會來解說helm的workflow，並講解每個parts所做的事情。

Workflow of Helm

首先，Helm正處於V2到V3的過渡期，因此本篇文會以Helm3為主來解說。

Difference between Helm2 and Helm3

由2到3最大的差異就在於Helm3不在需要透過Tiller去與Kubernetes進行溝通，現在Helm會直接透過kubeconfig用類似於kubectl的方法去直接的與kube-apiserver進行訪問，因此以後不需要再用helm init來初始helm，也不用在遇到因為Tiller所產生的坑了。

• Tiller: Tiller 是 Helm2 用來與 API server 溝通，並使用 chart 在 k8s cluster 上建立服務的Service。

Process of deployment kubernetes service through Helm

• Old:

原先，我們可能會透過不同branch的切換，來部署特定服務在不同的environments上。

• Now:

現在，我們則是透過Chart來維護同一份yaml檔，並透過Helm來進行部署，這也大大降低了維護不同環境所帶來的複雜性。

Installation

• Mac

Through brew

$ brew install kubernetes-helm

• Windows

Through choco

$ choco install kubernetes-helm

• Ubuntu/Debian

$ curl https://baltocdn.com/helm/signing.asc | sudo apt-key add -
$ sudo apt-get install apt-transport-https --yes
$ echo "deb https://baltocdn.com/helm/stable/debian/ all main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/helm-stable-debian.list
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install helm

• Check

$ helm version
version.BuildInfo{Version:"v3.3.4", GitCommit:"a61ce5633af99708171414353ed49547cf05013d", GitTreeState:"dirty", GoVersion:"go1.15.2"}

Downloading and using existing helm

Add a repo

helm repo add

$ helm repo add official https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com
"official" has been added to your repositories
$ helm repo list
NAME    	URL
official	https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com

Search chart

helm search repo

這邊我們以jenkins為例

$ helm search repo jenkins
NAME            	CHART VERSION	APP VERSION	DESCRIPTION
official/jenkins	2.5.4        	lts        	DEPRECATED - Open source continuous integration...

Get chart values

helm show values /

$ helm show values official/jenkins
# Default values for jenkins.
# This is a YAML-formatted file.
# Declare name/value pairs to be passed into your templates.
# name: value

## Overrides for generated resource names
# See templates/_helpers.tpl
# nameOverride:
# fullnameOverride:
# namespaceOverride:

# For FQDN resolving of the master service. Change this value to match your existing configuration.
# ref: https://github.com/kubernetes/dns/blob/master/docs/specification.md
...etc 

Install chart

helm install /<chart_path>

• Through registry

$ helm install jenkins official/jenkins
WARNING: This chart is deprecated
NAME: jenkins
LAST DEPLOYED: Thu Oct 15 10:37:09 2020
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
NOTES:
*******************
****DEPRECATED*****
*******************
* The Jenkins chart is deprecated. Future development has been moved to https://github.com/jenkinsci/helm-charts

1. Get your 'admin' user password by running:
  printf $(kubectl get secret --namespace default jenkins -o jsonpath="{.data.jenkins-admin-password}" | base64 --decode);echo
2. Get the Jenkins URL to visit by running these commands in the same shell:
  export POD_NAME=$(kubectl get pods --namespace default -l "app.kubernetes.io/component=jenkins-master" -l "app.kubernetes.io/instance=jenkins" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")
  echo http://127.0.0.1:8080
  kubectl --namespace default port-forward $POD_NAME 8080:8080

3. Login with the password from step 1 and the username: admin

4. Use Jenkins Configuration as Code by specifying configScripts in your values.yaml file, see documentation: http:///configuration-as-code and examples: https://github.com/jenkinsci/configuration-as-code-plugin/tree/master/demos

For more information on running Jenkins on Kubernetes, visit:
https://cloud.google.com/solutions/jenkins-on-container-engine
For more information about Jenkins Configuration as Code, visit:
https://jenkins.io/projects/jcasc/

Check current chart

helm list

$ helm list
NAME   	NAMESPACE	REVISION	UPDATED                             	STATUS  	CHART        	APP VERSION
jenkins	default  	1       	2020-10-15 10:37:09.212025 +0800 CST	deployed	jenkins-2.5.4	lts

$ kubectl get pod --watch
NAME                       READY   STATUS              RESTARTS   AGE
jenkins-75867f68c8-nv45m   1/2     Running             0          117s
jenkins-75867f68c8-nv45m   2/2     Running             0          2m20s

Download exist chart

$ helm fetch official/jenkins
$ ls -l
total 240
-rw-r--r--   1 flynnsun  staff    473 10  5 17:48 Dockerfile
-rw-r--r--   1 flynnsun  staff     14 10  5 17:48 README.md
drwxr-xr-x   4 flynnsun  staff    128 10  5 17:48 app
-rw-r--r--   1 flynnsun  staff    795 10  5 17:48 base.yaml
-rw-r--r--   1 flynnsun  staff   3397 10  6 13:08 convert.py
-rwxr-xr-x   1 flynnsun  staff    287 10  5 17:48 create_image.sh
-rwxr-xr-x   1 flynnsun  staff     63 10  5 17:48 docker-entrypoint.sh
-rw-r--r--   1 flynnsun  staff  53303 10 15 10:52 jenkins-2.5.4.tgz

$ tar -xvf jenkins-2.5.4.tgz

這樣我們就能下載了Jenkins chart的code，之後也能夠透過更改values去匹配我們GCP的其他物件。

Delete chart

helm uninstall

$ helm uninstall jenkins
release "jenkins" uninstalled

Create a new chart

$ helm create ironman
Creating ironman

這時我們就建立了一個名為ironman的sample chart

Parse the chart

Chart components

$ cd ironman
$ tree
.
├── Chart.yaml
├── charts
├── templates
│   ├── NOTES.txt
│   ├── _helpers.tpl
│   ├── deployment.yaml
│   ├── hpa.yaml
│   ├── ingress.yaml
│   ├── service.yaml
│   ├── serviceaccount.yaml
│   └── tests
│       └── test-connection.yaml
└── values.yaml

3 directories, 10 files

• Chart.yaml: 定義這個chart的metadata. 包含Chart的版本號, 名稱與敘述等
• charts: 在這folder當中可以放其他的charts.簡稱為subchart.
• templates:定義該chart的kubernetes元件。但我們並不會將各元件的參數寫死在這，而是用參數的方式代入。
• values.yaml: 定義這個chart的所有參數，這些參數都會被代入templates的元件當中。例如我們會定義nodePorts給service.yaml. 定義replicaCount給deployment.yaml. 定義hosts給ingress.yaml...等

從上面檔案結構可以看到，我們透過編輯values.yaml，就可以對所有的yaml檔做到版控與管理，並透過install/delete的方式做到一鍵部署/刪除。

後記

雖然鐵人賽到了尾聲(第三十篇)，但Kubernetes世界很大，所以我們的旅程依然會繼續(但可能不會維持日更了)，Helm的部分由於篇幅關係，我們會在下章節繼續解說如何將目前Kubernetes components yaml轉換成使用helm的chart來維護與部署，有興趣的讀者能夠期待day-31。

雖然鐵人賽即將落幕，但我們的Kubernetes獸依然會持續的強化並加強配備，期許我們能夠在devOps能夠習得更多的技能！

Reference

https://helm.sh/docs/intro/install/