8. Helm 包管理
K8s
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57

1994 字
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22 分钟
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一、Helm 简介

1. 什么是 Helm

Helm 是Kubernetes 的包管理器。

原生 kubectl 需要手动维护大量分散 yaml；Helm 把一套应用的所有资源封装为 Chart 包，实现一键安装、升级、回滚、卸载、多环境配置、模板复用。

✅ Helm 核心能力

  1. 简化部署：一条命令完成整套应用部署
  2. 版本管理：install/upgrade/rollback，升级故障快速回滚
  3. 配置解耦：通过 values.yaml/–set 区分开发、测试、生产环境
  4. 模板复用：Go Template 模板，消除重复 yaml 编写
  5. 包共享：Chart 可以上传仓库，团队复用

2. 三大核心概念⭐

表格

名词说明
Chart应用安装包。包含所有 k8s 资源模板 (deployment/service/configmap 等)、默认配置 values.yaml。类比 rpm/docker 镜像。
ReleaseChart 安装到集群后的运行实例。同一个 Chart 可以多次安装，生成多个独立 Release。
Repository（仓库）Chart 软件仓库，存放 tgz 格式 Chart 包；分为公共仓库 (bitnami)、私有仓库 (Harbor、ChartMuseum、OCI 仓库)。类比 yum 源、docker hub。

Artifact Hub：helm 的检索网站，本身不存储 Chart，只是搜索引擎。

  • helm search hub：联网查询 Artifact Hub
  • helm search repo：查询本地已经 add 的仓库缓存，不需要外网

3. Helm 工作流程

  1. 开发者编写 Chart 模板，打包 tgz 上传 Repository 仓库
  2. 用户 helm 客户端下载 Chart 包
  3. Helm 客户端本地做模板渲染：Chart 模板 + Values 配置 → 生成完整 k8s yaml
  4. helm 读取~/.kube/config，调用 apiserver，把渲染后 yaml 提交 k8s 集群创建资源
  5. 集群生成 Release 运行实例

⚠Helm3 是纯客户端工具，只需要安装在管理节点，集群内部不需要部署 helm 服务组件。

二、Helm 安装

只在操作机器（master / 跳板机）安装，不需要所有节点部署。

#下载
wget https://get.helm.sh/helm-v3.16.0-linux-amd64.tar.gz
#解压
tar -zxvf helm-v3.16.0-linux-amd64.tar.gz
#放到系统PATH
mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm
#验证版本
helm version

三、Helm 仓库管理命令

#添加仓库（bitnami国内加速源）
helm repo add bitnami https://helm-charts.itboon.top/bitnami

#查看本地已添加仓库
helm repo list

#更新仓库本地缓存（获取最新chart版本）
helm repo update

#删除仓库
helm repo remove bitnami

#搜索本地仓库内chart
helm search repo bitnami/nginx --versions

#下载chart到本地，不安装；--untar自动解压
helm pull bitnami/nginx --version 22.1.1 --untar

四、Release 生命周期核心命令⭐

Release：集群上运行的应用实例；每个 release 有唯一名称。

1. install 安装 release

#基础安装
helm install my‑nginx bitnami/nginx -n nginx‑ns --create‑namespace

#--set 临时覆盖配置
helm install my‑nginx bitnami/nginx \
-n nginx‑ns --create‑namespace \
--set service.type=NodePort

# --dry‑run 模拟安装，只输出渲染后的yaml，**不真正部署集群，用于调试模板**
helm install my‑nginx bitnami/nginx --dry‑run -n nginx‑ns

参数说明

  • --namespace / -n 指定命名空间
  • --create‑namespace 命名空间不存在就自动创建
  • --set key.subkey=value 命令行覆盖 values 配置，多层 key 用.分隔

2. upgrade 升级 release

修改配置、升级 chart 版本，滚动更新，业务不中断

helm upgrade my‑nginx bitnami/nginx \
-n nginx‑ns \
--set service.type=ClusterIP

3. history 查看发布历史

每次 install、upgrade 都会生成一个REVISION修订版本号，版本从 1 开始递增。

helm history my‑nginx -n nginx‑ns

字段：REVISION 修订号、STATUS、CHART 版本、APP VERSION 业务镜像版本

4. rollback 版本回滚

升级出问题，回退到历史修订版本

#回退到revision=1版本
helm rollback my‑nginx 1 -n nginx‑ns

5. list 查询集群已经安装的 release

helm list -n nginx‑ns
helm list -A #全部命名空间

6. uninstall 卸载 release

删除 helm 创建的全部 k8s 资源（pod、svc、deployment 等）

helm uninstall my‑nginx -n nginx‑ns
#--keep‑history：卸载保留历史记录
helm uninstall my‑nginx -n nginx‑ns --keep‑history

7. show 查看 chart 信息

#查看chart元信息
helm show chart bitnami/nginx
#查看完整values.yaml默认配置
helm show values bitnami/nginx

重要区分

  • helm repo list：本地客户端配置的软件仓库列表，不等于集群安装应用
  • helm list：k8s 集群内部已经部署的 Release 实例

五、Chart 目录结构（解压后）

nginx/
├── Chart.yaml       ✅【必选】Chart元数据文件
├── values.yaml      ✅ 默认配置参数
├── Chart.lock       依赖锁定文件，锁定子chart精确版本
├── values.schema.json  values配置格式校验
├── README.md        chart说明文档
├── charts/          存放依赖的子Chart
└── templates/       ✅核心模板目录
    ├── deployment.yaml
    ├── service.yaml
    ├── ingress.yaml
    ├── _helpers.tpl    #模板公共函数片段
    ├── NOTES.txt      #安装完成输出提示文本
    └── tests/

1. Chart.yaml 元数据

表格

字段作用
apiVersion: v2helm3 固定版本
namechart 包名称
versionChart 包版本号（helm 包本身版本）
appVersion应用镜像版本，部署业务程序版本
dependencies子 chart 依赖列表
description描述

⚠区分：version是 helm 包版本；appVersion是业务镜像版本，二者可以不一样。

2. values.yaml

存放所有可配置参数；模板中通过{{ .Values.xxx }}语法读取变量。 安装时三种覆盖 values 的方式，优先级从低到高：

  1. chart 自带 values.yaml（最低优先级）
  2. -f my‑values.yaml外部自定义 values 文件
  3. --set key=value命令行参数（最高优先级）

3. templates / 模板目录

存放 k8s 资源模板 yaml；helm 结合 values 渲染，把{{ }}变量替换为真实值，输出最终 k8s 资源。

  • _helpers.tpl：下划线开头文件不会渲染为 k8s 资源，存放可复用模板片段。
  • NOTES.txt：安装结束输出给用户的提示信息。

4. charts/

存放依赖子 chart，例如 wordpress 依赖 mysql 子 chart。 Chart.yaml中dependencies声明依赖。

六、自定义 Chart 开发

1. 创建 chart 骨架

helm create mychart

自动生成完整目录结构。

2. 模板编写要点

  1. 使用{{ .Values.xxx }}读取 values.yaml 变量
#deployment.yaml片段
spec:
  replicas: {{ .Values.replicas }}
  containers:
  - name: nginx
    image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
  1. 调试模板：helm install xxx . --dry‑run，看渲染输出 yaml 是否正确。

3. 打包 chart

开发完成，把 chart 目录压缩为.tgz安装包，用于分发。

helm package mychart/
#输出 mychart‑0.1.0.tgz

4. OCI 私有仓库（Harbor）

现在主流使用 OCI 协议存储 chart 包：

#登录harbor oci仓库
helm registry login 192.168.100.149:80 --insecure -u admin -p xxx

#推送tgz包到harbor
helm push mychart‑0.1.0.tgz oci://192.168.100.149:80/helm --plain‑http

#从oci仓库安装
helm install my‑oci‑nginx oci://192.168.100.149:80/helm/mychart --plain‑http

七、离线部署流程（无外网环境）

  1. helm pull把远程 chart 下载到本地
  2. 解压或者直接使用 tgz 包
  3. 修改 values.yaml 配置镜像地址为内网镜像仓库
  4. 本地安装，.代表当前 chart 目录
helm install my‑nginx . -n test‑ns

八、实战：bitnami chart 部署 redis/mysql

bitnami 大量开源中间件提供现成 chart，支持主从复制、持久化存储，配合 StorageClass 动态 PV。

  1. 修改 values.yaml
    • global.storageClass：指定动态存储类名称
    • auth 密码配置，开启主从架构architecture: replication
  2. helm install 安装，可以用--set批量替换镜像仓库地址适配内网。
  3. helm upgrade 调整副本数量；helm rollback 故障回滚。

九、高频面试题速记

  1. Helm 三大核心概念 Chart、Release、Repository？
  • Chart：helm 应用包，包含 k8s 资源模板 + values 配置；
  • Release：Chart 部署到 k8s 集群的运行实例，一个 chart 可以生成多个 release；
  • Repository：chart 仓库，存放 tgz 包，公共 / 私有 harbor 仓库。
  1. version和appVersion区别（Chart.yaml）
  • version：Chart 软件包自身版本号；
  • appVersion：chart 里面封装的业务应用镜像版本。两者互相独立。
  1. values 配置覆盖优先级？ chart 内置 values.yaml < -f 自定义values.yaml < --set命令行参数。
  2. helm install /upgrade/rollback /uninstall 作用？
  • install：首次安装 chart 生成 release；
  • upgrade：升级 release（改配置 / 升级 chart 版本）；
  • rollback：回退到历史修订 revision 版本；
  • uninstall：卸载 release，删除所有 k8s 资源。
  1. helm dry‑run的作用？ 模拟安装，不会向 k8s 集群创建任何资源；输出 helm 渲染完成后的 yaml，用于调试模板语法错误。
  2. helm repo list 和 helm list 的区别？
  • helm repo list：helm 客户端本地记录的软件仓库地址，和集群无关；
  • helm list：查询 k8s 集群中已经部署的 release 应用实例。
  1. helm 工作原理，helm3 有没有集群内组件？ helm3 是纯客户端工具；helm 本地读取 chart 和 values 完成模板渲染，调用 kube‑apiserver 提交 yaml，集群内部不需要运行 helm 服务组件。
  2. templates 目录中下划线开头文件（_helpers.tpl）有什么特点？ 不会被渲染成 k8s 资源，用来存放公共可复用模板片段，供其他模板引用。

十、核心命令速查表

#仓库
helm repo add / list / update / remove
helm search repo / hub
helm pull

#release管理
helm install
helm upgrade
helm history
helm rollback
helm list [-A]
helm uninstall
helm show values

#开发调试
helm create
helm package
helm install . --dry‑run

#oci私有仓库
helm registry login
helm push
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