一、Helm概述
helm通过打包的方式，支持发布的版本管理和控制，很大程度上简化了Kubernetes应用的部署和管理。
Helm本质就是让k8s的应用管理（Deployment、Service等）可配置，能动态生成。通过动态生成K8S资源清单文（deployment.yaml、service.yaml）。然后kubectl自动调用K8S资源部署。
对于K8s来说，应用资源配置可以定义为K8s API对象，包括Deployment，Namespace，Service， PV（Persistent Volumes）和PVC（PersistentVolumeClaims）等等。通常一个应用的部署会涉及很多资源的共同协作，用户会定义这些API对象到一系列Yaml文件中，然后通过kubectl来逐一进行部署。
那么问题来了，假如我没接触过K8s, 只想部署个应用了解下，不会写Yaml一个个配这些资源对象怎么破？需要去结合K8s文档学习Yaml语法。过了几天我终于学会了，一个个配好了这些资源对象的Yaml文件，并逐一部署在这台机器上。后面想在这台机器上再重复部署几套，另外还有十台环境要配成和这台一样，怎么办？拷贝过去再一一部署出来？这配置管理也太麻烦了，不好用，直接劝退！
先别急！幸好已经有Helm，避免了我们去完成这些繁琐配置和维护过程。它能够把这些零零散散的应用资源文件放在一起进行统一配置，极大方便了开发人员对K8s集群应用的管理。
1.1、Helm 组件及相关术语
Helm是官方提供类似于YUM的包管理，是部署环境的流程封装，Helm有三个重要的概念：chart、release和Repository
Helm：Helm 是一个命令行下的客户端工具。主要用于 Kubernetes 应用程序 Chart 的创建、打包、发布以及创建和管理本地和远程的 Chart 仓库。
Tiller：Tiller 是 Helm 的服务端，部署在 Kubernetes 集群中。Tiller 用于接收 Helm 的请求，并根据 Chart 生成 Kubernetes 的部署文件（ Helm 称为 Release ），然后提交给 Kubernetes 创建应用。Tiller 还提供了 Release 的升级、删除、回滚等一系列功能。
Chart：Helm 的软件包，采用 TAR 格式。类似于 APT 的 DEB 包或者 YUM 的 RPM 包，其包含了一组定义 Kubernetes 资源相关的 YAML 文件。Chart有特定的文件目录结构，如果开发者想自定义一个新的 Chart，只需要使用Helm create命令生成一个目录结构即可进行开发。
Repoistory：Helm 的软件仓库，Repository 本质上是一个 Web 服务器，该服务器保存了一系列的 Chart 软件包以供用户下载，并且提供了一个该 Repository 的 Chart 包的清单文件以供查询。Helm 可以同时管理多个不同的 Repository， 官方仓库的地址是https://hub.helm.sh。
Release：使用 helm install 命令在 Kubernetes 集群中部署的 Chart 称为 Release。
1.2、Helm工作原理![]()
1、Chart Install 过程：
Helm从指定的目录或者tgz文件中解析出Chart结构信息
Helm将指定的Chart结构和Values信息通过gRPC传递给Tiller
Tiller根据Chart和Values生成一个Release
Tiller将Release发送给Kubernetes用于生成Release
2、Chart Update过程：
Helm从指定的目录或者tgz文件中解析出Chart结构信息
Helm将要更新的Release的名称和Chart结构，Values信息传递给Tiller
Tiller生成Release并更新指定名称的Release的History
Tiller将Release发送给Kubernetes用于更新Release
3、Chart Rollback过程：
Helm将要回滚的Release的名称传递给Tiller
Tiller根据Release的名称查找History
Tiller从History中获取上一个Release
Tiller将上一个Release发送给Kubernetes用于替换当前Release
二、Helm部署
现在越来越多的公司和团队开始使用Helm这个Kubernetes的包管理器，我们也会使用Helm安装Kubernetes的常用组件。Helm由客户端命令helm工具和服务端tiller组成。
helm的GitHub地址：https://github.com/helm/helm
2.1、安装方式
[root@k8s-master01 ~]# mkdir helm [root@k8s-master01 helm]# wget https://get.helm.sh/helm-v3.14.0-linux-amd64.tar.gz [root@k8s-master01 helm]# tar -zxvf helm-v3.14.0-linux-amd64.tar.gz [root@k8s-master01 helm]# cd linux-amd64/ [root@k8s-master01 linux-amd64]# cp helm /usr/local/bin/ [root@k8s-master01 linux-amd64]# echo "source <(helm completion bash)" >> ~/.bashrc [root@k8s-master01 linux-amd64]# source ~/.bashrc2.2、chart库配置
做完上述设置后即可使用helm search搜索官方helm hub chart库
helm search hub nginx
添加第三方Chart库
helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
查看Chart库
helm repo list
从仓库中查找指定chart的名字
helm search repo nginx
2.3、Helm命令
| 命令字 | 中文释义 | 作用 |
|---|---|---|
| completion | 完成 | 生成特定Shell的自动补全脚本 |
| create | 创建 | 使用给定的名称创建新图表 |
| dependency | 依赖 | 管理图表的依赖关系 |
| env | 环境 | Helm客户端环境信息 |
| get | 获取 | 下载已命名发布的扩展信息 |
| help | 帮助 | 关于任何命令的帮助 |
| history | 历史 | 获取发布历史记录 |
| install | 安装 | 安装图表 |
| lint | 检查 | 检查图表可能存在的问题 |
| list | 列表 | 列出发布 |
| package | 打包 | 将图表目录打包成图表存档 |
| plugin | 插件 | 安装、列出或卸载Helm插件 |
| pull | 拉取 | 从存储库下载图表，并可选在本地目录中解包 |
| push | 推送 | 将图表推送到远程存储库 |
| registry | 注册表 | 登录或注销注册表 |
| repo | 仓库 | 添加、列出、删除、更新和索引图表存储库 |
| rollback | 回滚 | 将发布回滚到先前版本 |
| search | 搜索 | 在图表中搜索关键字 |
| show | 显示 | 显示图表的信息 |
| status | 状态 | 显示指定发布的状态 |
| template | 模板 | 本地渲染模板 |
| test | 测试 | 运行发布的测试 |
| uninstall | 卸载 | 卸载发布 |
| upgrade | 升级 | 升级发布 |
| verify | 验证 | 验证给定路径的图表已签名并且有效 |
| version | 版本 | 打印客户端版本信息 |
三、Helm Chart 详解
3.1、chart目录结构
# 通过helm create命令创建一个新的chart包 [root@k8s-master01 helm]# helm create nginx Creating nginx [root@k8s-master01 nginx]# tree . ├── charts ├── Chart.yaml ├── templates │ ├── deployment.yaml │ ├── _helpers.tpl │ ├── hpa.yaml │ ├── ingress.yaml │ ├── NOTES.txt │ ├── serviceaccount.yaml │ ├── service.yaml │ └── tests │ └── test-connection.yaml └── values.yaml 3 directories, 10 files ####目录结构解析#### nginx/ ├── charts #依赖其他包的charts文件 ├── Chart.yaml # 该chart的描述文件,包括ico地址,版本信息等 ├── templates # #存放k8s模板文件目录 │ ├── deployment.yaml # 创建k8s资源的yaml 模板 │ ├── _helpers.tpl # 下划线开头的文件,可以被其他模板引用 │ ├── hpa.yaml # 弹性扩缩容，配置服务资源CPU 内存 │ ├── ingress.yaml # ingress 配合service域名访问的配置 │ ├── NOTES.txt # 说明文件,helm install之后展示给用户看的内容 │ ├── serviceaccount.yaml # 服务账号配置 │ ├── service.yaml # kubernetes Serivce yaml 模板 │ └── tests # 测试模块 │ └── test-connection.yaml └── values.yaml # 给模板文件使用的变量
3.2、Chart.yaml
apiVersion: # chart API 版本信息, 通常是 "v1" (必须) name: # chart 的名称 (必须) version: # chart 包的版本 (必须) kubeVersion: # 指定 Kubernetes 版本 (可选) type: # chart类型 （可选） description: # 对项目的描述 (可选) keywords: - # 有关于项目的一些关键字 (可选) home: # 项目 HOME 页面的 URL 地址 (可选) sources: - # 项目源码的 URL 地址 (可选) dependencies: # chart 必要条件列表 （可选） - name: # chart名称 (nginx) version: # chart版本 ("1.2.3") repository: # （可选）仓库URL ("https://example.com/charts") 或别名 ("@repo-name") condition: # （可选） 解析为布尔值的yaml路径，用于启用/禁用chart (e.g. subchart1.enabled ) tags: # （可选） - # 用于一次启用/禁用 一组chart的tag import-values: # （可选） - # ImportValue 保存源值到导入父键的映射。每项可以是字符串或者一对子/父列表项 alias: # （可选） chart中使用的别名。当你要多次添加相同的chart时会很有用 maintainers: # （可选）维护者信息 - name: # 维护者的名称 email: # 维护者的邮件地址 url: # 维护者的个人主页 engine: gotpl # 模板引擎的名称（可选，默认为 gotpl） icon: # （可选）指定 chart 图标的 SVG 或 PNG 图像的 URL appVersion: # 应用程序包含的版本 deprecated: # （可选，使用布尔值）该 chart 是否被废弃 annotations: example: # 按名称输入的批注列表 （可选）.从 v3.3.2，不再允许额外的字段。推荐的方法是在
annotations中添加自定义元数据。每个 chart 都必须有个版本号（
version）。版本必须遵循 语义化版本 2 标准。不像经典 Helm， Helm v2 以及后续版本会使用版本号作为发布标记。仓库中的包通过名称加版本号标识。
比如 nginx chart 的版本字段 version: 1.2.3 按照名称被设置为：
nginx-1.2.3.tgz
三、helm部署案例
部署Nginx应用
[root@k8s-master01 nginx-helm]# helm pull bitnami/nginx --version 15.3.5 [root@k8s-master01 nginx-helm]# ls nginx-15.3.5.tgz [root@k8s-master01 nginx-helm]# tar xf nginx-15.3.5.tgz [root@k8s-master01 nginx-helm]# ls nginx nginx-15.3.5.tgz [root@k8s-master01 nginx-helm]# cd nginx [root@k8s-master01 nginx]# vim values.yaml 532 service: 533 ## @param service.type Service type 534 ## 535 type: ClusterIP 536 ## @param service.ports.http Service HTTP port 537 ## @param service.ports.https Service HTTPS port 538 ## 539 ports: 540 http: 80 541 https: 443 ###安装chart### [root@k8s-master01 nginx]# helm install nginx-server . NAME: nginx-server LAST DEPLOYED: Sat Feb 3 15:57:33 2024 NAMESPACE: default STATUS: deployed REVISION: 1 TEST SUITE: None NOTES: CHART NAME: nginx CHART VERSION: 15.3.5 APP VERSION: 1.25.3 ** Please be patient while the chart is being deployed ** NGINX can be accessed through the following DNS name from within your cluster: nginx-server.default.svc.cluster.local (port 80) To access NGINX from outside the cluster, follow the steps below: 1. Get the NGINX URL by running these commands: export SERVICE_PORT=$(kubectl get --namespace default -o jsonpath="{.spec.ports[0].port}" services nginx-server) kubectl port-forward --namespace default svc/nginx-server ${SERVICE_PORT}:${SERVICE_PORT} & echo "http://127.0.0.1:${SERVICE_PORT}" ####查看pod和service### [root@k8s-master01 nginx]# kubectl get deployments.apps NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE nginx-deploy 3/3 3 3 23h nginx-deploy1 3/3 3 3 22h nginx-deploy2 3/3 3 3 22h nginx-server 1/1 1 1 56s [root@k8s-master01 nginx]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-deploy-5f87d95c-7ph78 1/1 Running 1 (151m ago) 23h nginx-deploy-5f87d95c-dswvq 1/1 Running 1 (151m ago) 23h nginx-deploy-5f87d95c-vk9vg 1/1 Running 1 (151m ago) 23h nginx-deploy1-c8d58b5c7-7dfrd 1/1 Running 1 (151m ago) 22h nginx-deploy1-c8d58b5c7-d2hd7 1/1 Running 1 (151m ago) 22h nginx-deploy1-c8d58b5c7-pfvhn 1/1 Running 1 (151m ago) 22h nginx-deploy2-db98bd9d9-2jl74 1/1 Running 1 (151m ago) 22h nginx-deploy2-db98bd9d9-h67n6 1/1 Running 1 (151m ago) 22h nginx-deploy2-db98bd9d9-wfcmw 1/1 Running 1 (151m ago) 22h nginx-server-ff5765f8-4wbms 1/1 Running 0 2m5s pod-controller-qk5jl 1/1 Running 1 (151m ago) 19h pod-controller-scsxt 1/1 Running 1 (151m ago) 19h [root@k8s-master01 nginx]# kubectl get svc NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubernetes ClusterIP 10.10.0.1 <none> 443/TCP 14d nginx-server ClusterIP 10.10.127.16 <none> 80/TCP 2m32s nginx-svc ClusterIP 10.10.83.76 <none> 80/TCP 23h nginx-svc1 LoadBalancer 10.10.168.131 192.168.115.167 80:31261/TCP 22h nginx-svc2 NodePort 10.10.14.245 <none> 80:31110/TCP 22h ####测试访问### [root@k8s-master01 nginx]# curl 10.10.127.16 <!DOCTYPE html> <html> <head> <title>Welcome to nginx!</title> <style> html { color-scheme: light dark; } body { width: 35em; margin: 0 auto; font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; } </style> </head> <body> <h1>Welcome to nginx!</h1> <p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and working. Further configuration is required.</p> <p>For online documentation and support please refer to <a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/> Commercial support is available at <a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p> <p><em>Thank you for using nginx.</em></p> </body> </html>四、升级与回滚
修改配置文件
[root@k8s-master01 nginx]# vim values.yaml 123 replicaCount: 3 124 ## @param revisionHistoryLimit The number of old history to retain to allow rollback 125 ##
升级
[root@k8s-master01 nginx]# helm upgrade nginx-server .
查看升级结果
[root@k8s-master01 nginx]# kubectl get pod [root@k8s-master01 nginx]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-deploy-5f87d95c-7ph78 1/1 Running 1 (166m ago) 23h nginx-deploy-5f87d95c-dswvq 1/1 Running 1 (166m ago) 23h nginx-deploy-5f87d95c-vk9vg 1/1 Running 1 (166m ago) 23h nginx-deploy1-c8d58b5c7-7dfrd 1/1 Running 1 (166m ago) 23h nginx-deploy1-c8d58b5c7-d2hd7 1/1 Running 1 (166m ago) 23h nginx-deploy1-c8d58b5c7-pfvhn 1/1 Running 1 (166m ago) 23h nginx-deploy2-db98bd9d9-2jl74 1/1 Running 1 (166m ago) 22h nginx-deploy2-db98bd9d9-h67n6 1/1 Running 1 (166m ago) 22h nginx-deploy2-db98bd9d9-wfcmw 1/1 Running 1 (166m ago) 22h nginx-server-ff5765f8-4p6sh 1/1 Running 0 31s nginx-server-ff5765f8-4wbms 1/1 Running 0 16m nginx-server-ff5765f8-lnkkg 1/1 Running 0 31s
查看记录
[root@k8s-master01 nginx]# helm history nginx-server REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION DESCRIPTION 1 Sat Feb 3 15:57:33 2024 superseded nginx-15.3.5 1.25.3 Install complete 2 Sat Feb 3 16:13:44 2024 deployed nginx-15.3.5 1.25.3 Upgrade complete
回滚
[root@k8s-master01 nginx]# helm rollback nginx-server 1
验证回滚
[root@k8s-master01 nginx]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE nginx-deploy-5f87d95c-7ph78 1/1 Running 1 (170m ago) 23h nginx-deploy-5f87d95c-dswvq 1/1 Running 1 (170m ago) 23h nginx-deploy-5f87d95c-vk9vg 1/1 Running 1 (170m ago) 23h nginx-deploy1-c8d58b5c7-7dfrd 1/1 Running 1 (170m ago) 23h nginx-deploy1-c8d58b5c7-d2hd7 1/1 Running 1 (170m ago) 23h nginx-deploy1-c8d58b5c7-pfvhn 1/1 Running 1 (170m ago) 23h nginx-deploy2-db98bd9d9-2jl74 1/1 Running 1 (170m ago) 22h nginx-deploy2-db98bd9d9-h67n6 1/1 Running 1 (170m ago) 22h nginx-deploy2-db98bd9d9-wfcmw 1/1 Running 1 (170m ago) 22h nginx-server-ff5765f8-lnkkg 1/1 Running 0 4m44s
御载
[root@k8s-master01 nginx]# helm uninstall nginx-server
