helm介绍及常用指令

什么是Helm？

Helm是Kubernetes的包管理工具，被称为"Kubernetes的包管理器"。它通过Chart（图表）的概念来打包、配置和部署应用程序到Kubernetes集群中。

Helm的背景

在Kubernetes生态系统中，部署复杂的应用往往需要创建多个相关的资源对象，如Deployment、Service、ConfigMap、Secret等。手动管理这些YAML文件既繁琐又容易出错。Helm应运而生，它提供了：

模板化：使用Go模板语法创建可重用的配置
版本控制：支持应用的版本管理和回滚
依赖管理：处理复杂应用之间的依赖关系
打包分发：将应用打包成Chart，便于分享和部署

Helm的核心概念

Chart：Helm的包格式，包含运行应用所需的所有资源定义
Release：Chart在Kubernetes集群中的一个实例
Repository：存储和分享Chart的地方

Helm的安装和配置

安装Helm

方法一：使用脚本安装（推荐）

# 下载并安装最新版本的Helm
curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

方法二：使用包管理器安装

macOS (使用Homebrew):

brew install helm

Ubuntu/Debian:

# 添加Helm的官方GPG密钥
curl https://baltocdn.com/helm/signing.asc | gpg --dearmor | sudo tee /usr/share/keyrings/helm.gpg > /dev/null

# 添加官方Helm稳定仓库
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/helm.gpg] https://baltocdn.com/helm/stable/debian/ all main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/helm-stable-debian.list

# 更新包列表并安装
sudo apt-get update
sudo apt-get install helm

CentOS/RHEL/Fedora:

# 添加Helm仓库
sudo dnf config-manager --add-repo https://rpm.releases.hashicorp.com/RHEL/hashicorp.repo

# 安装Helm
sudo dnf install helm

方法三：手动安装

# 下载二进制文件
wget https://get.helm.sh/helm-v3.13.0-linux-amd64.tar.gz

# 解压
tar -zxvf helm-v3.13.0-linux-amd64.tar.gz

# 移动到系统路径
sudo mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm

# 验证安装
helm version

验证安装

# 查看Helm版本
helm version

# 输出示例：
# version.BuildInfo{Version:"v3.13.0", GitCommit:"825e86f6a7a38cef1112bfa606e4127a706749b1", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.20.8"}

配置Helm

添加Chart仓库

# 添加官方稳定仓库
helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable

# 添加Bitnami仓库（推荐）
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

# 更新仓库索引
helm repo update

查看配置信息

# 查看Helm环境信息
helm env

# 查看已添加的仓库
helm repo list

Helm常用指令及使用示例

1. 仓库管理

添加仓库

# 添加仓库
helm repo add <仓库名称> <仓库URL>

# 示例：添加nginx仓库
helm repo add nginx-stable https://helm.nginx.com/stable

查看仓库

# 列出所有仓库
helm repo list

# 输出示例：
# NAME    URL
# stable  https://charts.helm.sh/stable
# bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

更新仓库

# 更新所有仓库
helm repo update

# 更新特定仓库
helm repo update bitnami

删除仓库

# 删除仓库
helm repo remove <仓库名称>

# 示例
helm repo remove stable

2. Chart搜索和查看

搜索Chart

# 在所有仓库中搜索
helm search repo <关键词>

# 示例：搜索nginx相关Chart
helm search repo nginx

# 搜索Hub中的Chart
helm search hub nginx

查看仓库中所有Chart包

# 查看所有仓库中的所有Chart（显示所有可用的包）
helm search repo --versions

# 查看指定仓库中的所有Chart
helm search repo <仓库名>/

# 示例：查看bitnami仓库中的所有Chart
helm search repo bitnami/

# 查看所有仓库中的所有Chart（显示所有可用的包）
helm search repo ""

# 显示更多信息（包括Chart版本、应用版本、描述等）
helm search repo bitnami/ --versions

# 显示包含已废弃的Chart
helm search repo bitnami/ --devel

# 输出JSON格式
helm search repo bitnami/ -o json

# 输出YAML格式
helm search repo bitnami/ -o yaml

# 限制显示结果数量
helm search repo bitnami/ --max-col-width 50

# 正则表达式搜索
helm search repo "bitnami/.*sql"

查看特定Chart的所有版本

# 查看Chart的所有可用版本
helm search repo <仓库名>/<Chart名> --versions

# 示例：查看nginx的所有版本
helm search repo bitnami/nginx --versions

# 显示详细版本信息
helm search repo bitnami/nginx --versions -o json

查看Chart信息

# 查看Chart详细信息
helm show chart <仓库名>/<Chart名>

# 示例
helm show chart bitnami/nginx

# 查看Chart的values.yaml
helm show values bitnami/nginx

# 查看Chart的所有信息
helm show all bitnami/nginx

下载Chart包

# 下载Chart到本地
helm pull <仓库名>/<Chart名>

# 示例：下载nginx Chart
helm pull bitnami/nginx

# 下载指定版本的Chart
helm pull bitnami/nginx --version 13.2.23

# 下载并解压Chart
helm pull bitnami/nginx --untar

# 下载到指定目录
helm pull bitnami/nginx --destination ./charts

# 下载并解压到指定目录
helm pull bitnami/nginx --untar --destination ./charts

# 验证下载的Chart完整性
helm pull bitnami/nginx --verify

# 组合使用：下载特定版本并解压到指定目录
helm pull bitnami/nginx --version 13.2.23 --untar --destination ./my-charts

从URL下载Chart

# 从URL直接下载Chart
helm pull https://github.com/bitnami/charts/releases/download/nginx-13.2.23/nginx-13.2.23.tgz

# 下载并解压远程Chart
helm pull https://example.com/charts/my-app-1.0.0.tgz --untar

# 验证远程Chart签名
helm pull https://example.com/charts/my-app-1.0.0.tgz --verify

3. 应用部署

安装应用

# 基本安装
helm install <release名称> <Chart>

# 示例：安装nginx
helm install my-nginx bitnami/nginx

# 指定命名空间安装
helm install my-nginx bitnami/nginx -n web-apps --create-namespace

# 使用自定义values文件安装
helm install my-nginx bitnami/nginx -f custom-values.yaml

# 设置特定参数
helm install my-nginx bitnami/nginx --set service.type=NodePort --set service.nodePorts.http=30080

模拟安装（dry-run）

# 模拟安装，查看生成的资源但不实际部署
helm install my-nginx bitnami/nginx --dry-run --debug

# 生成YAML文件
helm template my-nginx bitnami/nginx > nginx-manifests.yaml

4. Release管理

查看Release

# 列出所有Release
helm list

# 列出所有命名空间的Release
helm list --all-namespaces

# 列出特定命名空间的Release
helm list -n web-apps

# 查看Release状态
helm status my-nginx

升级Release

# 升级Release
helm upgrade <release名称> <Chart>

# 示例：升级nginx
helm upgrade my-nginx bitnami/nginx

# 升级并修改配置
helm upgrade my-nginx bitnami/nginx --set replicaCount=3

# 升级时重新使用之前的值
helm upgrade my-nginx bitnami/nginx --reuse-values

回滚Release

# 查看Release历史
helm history my-nginx

# 回滚到上一个版本
helm rollback my-nginx

# 回滚到指定版本
helm rollback my-nginx 2

卸载Release

# 卸载Release
helm uninstall my-nginx

# 保留历史记录的卸载
helm uninstall my-nginx --keep-history

# 卸载并删除命名空间（如果为空）
helm uninstall my-nginx -n web-apps

5. Chart开发

创建Chart

# 创建新的Chart
helm create my-app

# 这会创建如下目录结构：
# my-app/
#   Chart.yaml          # Chart的基本信息
#   values.yaml         # 默认配置值
#   templates/          # 模板文件目录
#     deployment.yaml
#     service.yaml
#     ingress.yaml
#     ...

验证Chart

# 验证Chart语法
helm lint my-app

# 测试Chart模板渲染
helm template my-app ./my-app

# 使用测试values验证
helm template my-app ./my-app -f test-values.yaml

打包Chart

# 打包Chart
helm package my-app

# 指定输出目录
helm package my-app -d ./charts

# 更新依赖后打包
helm dependency update my-app
helm package my-app

6. 依赖管理

管理Chart依赖

# 下载依赖
helm dependency update my-app

# 构建依赖
helm dependency build my-app

# 列出依赖
helm dependency list my-app

7. 插件管理

安装插件

# 安装diff插件（用于比较Release差异）
helm plugin install https://github.com/databus23/helm-diff

# 列出已安装插件
helm plugin list

# 使用diff插件
helm diff upgrade my-nginx bitnami/nginx --set replicaCount=3

8. 实用技巧

获取Release值

# 获取Release的values
helm get values my-nginx

# 获取所有values（包括默认值）
helm get values my-nginx --all

获取Release清单

# 获取Release生成的Kubernetes资源清单
helm get manifest my-nginx

测试Release

# 运行Chart中定义的测试
helm test my-nginx

常见使用场景示例

场景1：部署MySQL数据库

# 添加Bitnami仓库
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo update

# 创建自定义配置文件
cat > mysql-values.yaml << EOF
auth:
  rootPassword: "mypassword123"
  database: "myapp"
  username: "myuser"
  password: "myuserpass"

primary:
  persistence:
    enabled: true
    size: 20Gi

metrics:
  enabled: true
EOF

# 安装MySQL
helm install my-mysql bitnami/mysql -f mysql-values.yaml -n database --create-namespace

# 查看状态
helm status my-mysql -n database

场景2：部署完整的Web应用栈

# 部署Redis
helm install my-redis bitnami/redis --set auth.password=redis123 -n webapp --create-namespace

# 部署PostgreSQL
helm install my-postgres bitnami/postgresql \
  --set auth.postgresPassword=postgres123 \
  --set auth.database=myapp \
  -n webapp

# 部署应用（假设有自己的Chart）
helm install my-webapp ./my-webapp-chart \
  --set database.host=my-postgres-postgresql \
  --set redis.host=my-redis-master \
  -n webapp

场景3：使用Helm管理应用升级

# 初始部署
helm install my-app bitnami/nginx --set replicaCount=2

# 升级应用，增加副本数
helm upgrade my-app bitnami/nginx --set replicaCount=5

# 查看升级历史
helm history my-app

# 如果升级有问题，快速回滚
helm rollback my-app 1

场景4：离线环境部署（下载Chart包）

# 在有网络的环境中下载Chart包
helm pull bitnami/nginx --version 13.2.23 --destination ./offline-charts
helm pull bitnami/mysql --version 9.4.6 --destination ./offline-charts
helm pull bitnami/redis --version 18.1.5 --destination ./offline-charts

# 将Chart包传输到离线环境后，从本地文件安装
helm install my-nginx ./offline-charts/nginx-13.2.23.tgz

# 或者先解压再安装
tar -xzf ./offline-charts/nginx-13.2.23.tgz
helm install my-nginx ./nginx

# 查看本地Chart包信息
helm show values ./offline-charts/nginx-13.2.23.tgz

场景5：Chart定制和调试

# 下载并解压Chart进行定制
helm pull bitnami/nginx --untar --destination ./custom-charts

# 修改Chart内容（如templates、values.yaml等）
cd custom-charts/nginx
# 编辑文件...

# 验证修改后的Chart
helm lint ./custom-charts/nginx

# 测试渲染模板
helm template my-nginx ./custom-charts/nginx --dry-run --debug

# 从本地定制的Chart安装
helm install my-nginx ./custom-charts/nginx

场景6：浏览和管理仓库Chart包

# 查看当前配置的所有仓库
helm repo list

# 更新所有仓库索引
helm repo update

# 浏览bitnami仓库中所有可用的Chart
helm search repo bitnami/

# 查找所有数据库相关的Chart
helm search repo database
helm search repo ".*sql"
helm search repo ".*db"

# 查看具体Chart的多个版本，选择合适的版本
helm search repo bitnami/mysql --versions

# 比较不同仓库中相同应用的Chart
helm search repo mysql
helm search repo nginx

# 查看Chart的详细信息再决定是否使用
helm show chart bitnami/mysql
helm show values bitnami/mysql

# 下载多个版本进行比较
helm pull bitnami/mysql --version 9.4.6 --destination ./charts/mysql-9.4.6
helm pull bitnami/mysql --version 9.4.5 --destination ./charts/mysql-9.4.5

# 查看仓库统计信息
helm search repo bitnami/ | wc -l  # 统计bitnami仓库Chart数量
helm search repo "" | wc -l        # 统计所有仓库Chart总数

最佳实践

使用版本锁定：在生产环境中，始终指定Chart版本
```
helm install my-app bitnami/nginx --version 13.2.23
```
使用values文件：将配置外化到values文件中，便于管理
```
helm install my-app bitnami/nginx -f production-values.yaml
```

命名空间隔离：为不同环境使用不同命名空间

helm install my-app bitnami/nginx -n production --create-namespace

定期备份：定期备份Release配置

helm get values my-app --all > my-app-backup.yaml

使用dry-run：部署前先进行模拟

helm install my-app bitnami/nginx --dry-run --debug

离线部署准备：为离线环境提前下载Chart包

helm pull bitnami/nginx --version 13.2.23 --destination ./charts

Chart定制开发：下载Chart源码进行定制

helm pull bitnami/nginx --untar --destination ./custom-charts

总结

Helm作为Kubernetes的包管理工具，极大地简化了应用的部署和管理。通过Chart的模板化特性，我们可以轻松地在不同环境中部署相同的应用，并通过版本控制实现应用的升级和回滚。掌握Helm的使用对于Kubernetes运维和开发人员来说是非常重要的技能。

随着云原生技术的发展，Helm已经成为Kubernetes生态系统中不可或缺的工具之一，值得每个从事云原生开发的工程师深入学习和掌握。

什么是Helm？​

Helm的背景​

Helm的核心概念​

Helm的安装和配置​

安装Helm​

方法一：使用脚本安装（推荐）​

方法二：使用包管理器安装​

方法三：手动安装​

验证安装​

配置Helm​

添加Chart仓库​

查看配置信息​

Helm常用指令及使用示例​

1. 仓库管理​

添加仓库​

查看仓库​

更新仓库​

删除仓库​

2. Chart搜索和查看​

搜索Chart​

查看仓库中所有Chart包​

查看特定Chart的所有版本​

查看Chart信息​

下载Chart包​

从URL下载Chart​

3. 应用部署​

安装应用​

模拟安装（dry-run）​

4. Release管理​

查看Release​

升级Release​

回滚Release​

卸载Release​

5. Chart开发​

创建Chart​

验证Chart​

打包Chart​

6. 依赖管理​

管理Chart依赖​

7. 插件管理​

安装插件​

8. 实用技巧​

获取Release值​

获取Release清单​

测试Release​

常见使用场景示例​

场景1：部署MySQL数据库​

场景2：部署完整的Web应用栈​

场景3：使用Helm管理应用升级​

场景4：离线环境部署（下载Chart包）​

场景5：Chart定制和调试​

场景6：浏览和管理仓库Chart包​

最佳实践​

总结​