K8s采用Helm部署nginx
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K8s采用Helm部署nginx

在云原生时代，Kubernetes (K8s) 已成为容器编排的事实标准，而Nginx作为高性能的反向代理和Web服务器，是K8s生态中最常部署的应用之一。直接编写和管理K8s的YAML清单文件可能变得复杂和繁琐，尤其是在涉及多环境配置、应用更新和依赖管理时。

Helm，作为Kubernetes的包管理器，极大地简化了这一过程。它允许我们将应用打包成可重用的“Chart”，通过版本控制和简单的配置覆盖，实现一键式部署、升级和回滚。

本文将详细介绍一种生产级的实践：如何利用Bitnami提供的优秀Nginx Helm Chart，结合外部化配置 (.env) 和自动化脚本 (.sh)，在K8s集群中快速部署一个高度可定制、且集成了Prometheus监控的Nginx服务。

项目源码: github, gitee

项目结构概览

为了实现自动化和可配置性，我们的项目由以下几个核心文件组成：

  • .env: 环境变量文件，用于存放所有可自定义的配置，如命名空间、副本数、域名等。这使得我们的部署逻辑与配置彻底分离。
  • install.sh: 核心安装脚本，它会读取.env中的配置，并执行helm命令来完成Nginx的部署与更新。
  • README.md: 项目说明书，为使用者提供清晰的安装、验证、卸载指引。

接下来，我们将深入解析这些文件的实现细节。

一、核心配置文件解析 (.env)

将配置与代码分离是工程化的最佳实践。.env文件使我们无需修改安装脚本，即可轻松调整部署参数。

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# 命名空间
NAMESPACE="nginx"
# helm的release名称
RELEASE_NAME="my-nginx"
# helm的chart版本
CHART_VERSION="20.1.0"

# 副本数
REPLICA_COUNT="1"

# Service 类型
SERVICE_TYPE="ClusterIP"
# 是否启用 Ingress
INGRESS_ENABLED="true"
# 指定 Ingress Controller 的 class name
INGRESS_CLASS_NAME="nginx"
# Nginx 对外暴露的域名
NGINX_HOST="nginx.lbs.com"

# Prometheus 监控组件所在的命名空间
PROMETHEUS_NAMESPACE="monitoring"
# Prometheus Operator 用于发现 ServiceMonitor 的标签值 (通常是 helm release 的名称)
PROMETHEUS_RELEASE_LABEL="kube-prom-stack"

这个配置文件主要分为三个部分：

  1. Helm基础配置:

    • NAMESPACE, RELEASE_NAME, CHART_VERSION: 定义了Nginx将安装在哪个命名空间，Helm Release的名称是什么，以及使用哪个版本的Chart。这对于环境隔离和版本管理至关重要。

  2. 应用运行时配置:

    • REPLICA_COUNT: 控制Nginx Pod的副本数量，便于实现高可用和负载均衡。
    • SERVICE_TYPE: 定义Service的类型。此处使用ClusterIP，意味着Nginx服务仅在集群内部暴露。外部访问将通过下一步的Ingress来管理。
    • INGRESS_ENABLED & 相关配置: 这是暴露服务的关键。我们启用了Ingress，并指定了处理流量的IngressClassName（通常是您集群中已安装的Ingress Controller，如nginx-ingress-controller），同时定义了对外服务的域名NGINX_HOST。

  3. 可观测性配置:

    • PROMETHEUS_NAMESPACE, PROMETHEUS_RELEASE_LABEL: 这两个参数是实现与Prometheus自动集成的核心。它会指示Helm Chart创建一个ServiceMonitor资源，并打上正确的标签，以便部署在monitoring命名空间下的Prometheus Operator能够自动发现这个Nginx服务并开始抓取其性能指标。

二、自动化安装脚本 (install.sh)

这个脚本是整个自动化部署的执行者。它逻辑清晰，将复杂的helm命令封装成简单的一步执行。

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#!/usr/bin/env bash

set -e

# --- 加载变量 ---
if [ -f .env ]; then
    source .env
else
    echo "错误: .env 文件不存在!"
    exit 1
fi

# --- 添加仓库并更新 ---
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo update

# --- 安装 / 升级 ---
helm upgrade --install ${RELEASE_NAME} bitnami/nginx \
  --version ${CHART_VERSION} --namespace ${NAMESPACE} --create-namespace \
  \
  --set replicaCount=${REPLICA_COUNT} \
  --set resources.requests.cpu=100m \
  --set resources.requests.memory=128Mi \
  --set resources.limits.cpu=512m \
  --set resources.limits.memory=2048Mi \
  \
  --set service.type=${SERVICE_TYPE} \
  \
  --set ingress.enabled=${INGRESS_ENABLED} \
  --set ingress.ingressClassName=${INGRESS_CLASS_NAME} \
  --set ingress.hostname=${NGINX_HOST} \
  --set ingress.path="/" \
  \
  --set cloneStaticSiteFromGit.gitSync.resources.requests.cpu=100m \
  --set cloneStaticSiteFromGit.gitSync.resources.requests.memory=128Mi \
  --set cloneStaticSiteFromGit.gitSync.resources.limits.cpu=256m \
  --set cloneStaticSiteFromGit.gitSync.resources.limits.memory=1024Mi \
  \
  --set metrics.enabled=true \
  --set metrics.serviceMonitor.enabled=true \
  --set metrics.serviceMonitor.namespace="${PROMETHEUS_NAMESPACE}" \
  --set metrics.serviceMonitor.labels.release="${PROMETHEUS_RELEASE_LABEL}" \
  --set metrics.resources.requests.cpu=100m \
  --set metrics.resources.requests.memory=128Mi \
  --set metrics.resources.limits.cpu=256m \
  --set metrics.resources.limits.memory=1024Mi

让我们来剖析这个脚本的关键部分：

  1. 加载配置: source .env命令将.env文件中的变量加载到当前shell会话，使得后续的helm命令可以直接使用 ${NAMESPACE} 这样的语法。
  2. Helm仓库管理: helm repo add 和 helm repo update 确保我们使用的是最新的Bitnami Chart列表。
  3. 核心部署命令 helm upgrade --install:
    • upgrade --install: 这是一个幂等操作。如果名为${RELEASE_NAME}的Release不存在，它会执行安装；如果已存在，它会执行升级。这使得同一个脚本可以同时用于初始安装和后续更新。
    • --namespace ${NAMESPACE} --create-namespace: 指定安装的命名空间，如果该命名空间不存在，则自动创建。
    • --set ...: 这是Helm最强大的功能之一。通过--set标志，我们将.env文件中加载的变量值动态地传递给Helm Chart，覆盖其默认配置。
      • 资源配额 (resources): 我们为Nginx主容器、git-sync边车容器以及metrics-exporter边车容器都精细地设置了CPU和内存的requests（请求值）和limits（限制值）。这是保障集群稳定性和资源公平性的重要措施。
      • 网络配置 (service, ingress): 将.env中的网络相关配置应用到Chart中。
      • 监控配置 (metrics): 通过设置metrics.enabled=true来启用Nginx自带的Exporter，并通过metrics.serviceMonitor.enabled=true来创建ServiceMonitor，从而无缝对接到Prometheus监控体系。

三、部署与验证流程

遵循README.md中的指引，我们可以轻松完成整个流程。

1. 前提准备

确保您的环境已安装kubectl和helm，并且已正确配置好K8s集群的访问凭证。

2. 安装应用

首先，根据您的实际环境（如Ingress Controller的Class Name，期望的域名等）修改.env文件。然后直接执行安装脚本：

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bash install.sh

3. 配置hosts文件

为了能在本地通过域名访问，需要编辑本地的hosts文件（Linux/macOS位于/etc/hosts，Windows位于C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts），添加如下映射：

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[任意ingress-nginx节点IP] nginx.lbs.com

# 例如
# 192.168.6.202 nginx.lbs.com

提示: 您可以通过 kubectl get svc -n <ingress-controller-namespace> 查看Ingress Controller的外部IP。

4. 验证应用

  • 初步验证: 访问http://nginx.lbs.com，看到Nginx的欢迎页面即表示Ingress和Nginx服务本身已正常工作。
  • 监控验证:
    1. 访问您的Prometheus UI界面。
    2. 导航到 “Status” -> “Targets” 页面。
    3. 在列表中查找与Nginx相关的Target，它的状态应该是UP，这表明Prometheus已成功发现并开始抓取Nginx的指标。

四、应用更新与卸载

  • 更新应用: 得益于helm upgrade的幂等性，更新应用非常简单。只需修改.env文件中的配置（例如，将REPLICA_COUNT改为3），然后重新执行install.sh即可。Helm会自动计算差异并应用变更。

  • 卸载应用: 执行提供的卸载脚本（uninstall.sh，其内容通常为helm uninstall ${RELEASE_NAME} -n ${NAMESPACE}），即可清理所有由该Chart创建的K8s资源。需要注意的是，Helm默认不会删除持久卷声明（PVC），以防数据丢失，您可以根据需要手动清理。

总结

通过将Helm Chart、外部化配置（.env）和自动化脚本（.sh）相结合，我们构建了一套健壮、灵活且易于维护的Nginx部署方案。该方案不仅实现了业务应用的快速部署，更重要的是，它从一开始就集成了资源管理和可观测性，完全符合云原生时代对后端系统高可用、高性能的要求。

这种模式可以被广泛应用到任何其他需要在Kubernetes上部署的应用，是每一位后端及DevOps工程师都应该掌握的实用技能。

K8s采用Helm部署nginx

https://lbs.wiki/pages/fdb2064a/

作者

李博帅

发布于

2025-06-12

更新于

2025-06-12

许可协议

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