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Helm 介绍

快速入门

先绝条件

想成功和正确地使用Helm，需要以下前置条件。

  1. 一个 Kubernetes 集群
  2. 确定你安装版本的安全配置
  3. 安装和配置Helm。

安装或者使用现有的Kubernetes集群

  • 使用Helm，需要一个Kubernetes集群。对于Helm的最新版本，我们建议使用Kubernetes的最新稳定版， 在大多数情况下，它是倒数第二个次版本。
  • 您也应该有一个本地的 kubectl.

查看Helm和对应支持的Kubernetes版本，您可以参考 Helm 版本支持策略。

安装

您可以通过 homebrew 下载二进制Helm client安装包，也可以通过github下载 github 官方发布页面

除此之外的更多安装方式详见 安装指南。

二进制安装

每个Helm 版本都提供了各种操作系统的二进制版本，这些版本可以手动下载和安装。

  1. 下载 需要的版本
  2. 解压(tar -zxvf helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz)
  3. 在解压目中找到helm程序，移动到需要的目录中(mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm)

然后就可以执行客户端程序并 添加稳定仓库: helm help.

注意 针对Linux AMD64，Helm的自动测试只有在CircleCi构建和发布时才会执行。测试其他操作系统是社区针对系统问题请求Helm的责任。

使用脚本安装

Helm现在有个安装脚本可以自动拉取最新的Helm版本并在 本地安装。

您可以获取这个脚本并在本地执行。它良好的文档会让您在执行之前知道脚本都做了什么。

$ curl -fsSL -o get_helm.sh https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3
$ chmod 700 get_helm.sh
$ ./get_helm.sh

如果想直接执行安装，运行curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash。

通过包管理工具安装

Helm社区提供了通过操作系统包管理器安装Helm的方式。但Helm项目不支持且不认为是可信的第三方。

使用Homebrew (macOS)

Helm社区成员贡献了一种在Homebrew构建Helm的方案，这个方案通常是最新的。

brew install helm

(注意：还有一个emacs-helm的方案，当然这是另一个项目了。)

使用Chocolatey (Windows)

Helm社区成员贡献了一个 Helm包在 Chocolatey中构建， 包通常是最新的。

choco install kubernetes-helm

使用Scoop (Windows)

Helm社区成员贡献了一个针对 Scoop 的 Helm包，该包通常是最新的。

scoop install helm

使用Apt (Debian/Ubuntu)

Helm社区成员贡献了针对Apt的一个 Helm包，包通常是最新的。

curl https://baltocdn.com/helm/signing.asc | gpg --dearmor | sudo tee /usr/share/keyrings/helm.gpg > /dev/null
sudo apt-get install apt-transport-https --yes
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
sudo apt-get update
sudo apt-get install helm

使用 dnf/yum (fedora)

从Fedora 35开始， 官方仓库可以使用helm了，可以调用以下命令安装helm：

sudo dnf install helm

使用Snap

Snapcrafters社区维护了 Helm 包的Snap版本：

sudo snap install helm --classic

使用 pkg (FreeBSD)

FreeBSD社区成员贡献了一个 Helm页面来构建 FreeBSD 端口集。通常都是最新的包。

pkg install helm

使用Canary构建

"Canary"版本是从Helm最新的main分支构建。这些不是官方版本，可能不稳定。但是这提供测试边缘特性的条件。

Canary Helm二进制包存储在 get.helm.sh。以下是一般构建的链接：

使用源码Source (Linux, macOS)

从源码构建Helm的工作要稍微多一点，但如果你想测试最新（预发布）的Helm版本，这是最好的方式。

您必须有可用的Go环境。

$ git clone https://github.com/helm/helm.git
$ cd helm
$ make

如果需要，会拉取依赖并缓存，然后验证配置。然后会编译helm并放在bin/helm。

helm 使用

三大概念

  • Chart 代表着 Helm 包。它包含在 Kubernetes 集群内部运行应用程序，工具或服务所需的所有资源定义。你可以把它看作是 Homebrew formula，Apt dpkg，或 Yum RPM 在Kubernetes 中的等价物。

  • Repository（仓库） 是用来存放和共享 charts 的地方。它就像 Perl 的 CPAN 档案库网络 或是 Fedora 的 软件包仓库，只不过它是供 Kubernetes 包所使用的。

  • Release 是运行在 Kubernetes 集群中的 chart 的实例。一个 chart 通常可以在同一个集群中安装多次。每一次安装都会创建一个新的 release。以 MySQL chart为例，如果你想在你的集群中运行两个数据库，你可以安装该chart两次。每一个数据库都会拥有它自己的 release 和 release name。

在了解了上述这些概念以后，我们就可以这样来解释 Helm：

Helm 安装 charts 到 Kubernetes 集群中，每次安装都会创建一个新的 release。你可以在 Helm 的 chart repositories 中寻找新的 chart。

'helm search'：查找 Charts

Helm 自带一个强大的搜索命令，可以用来从两种来源中进行搜索：

  • helm search hub 从 Artifact Hub 中查找并列出 helm charts。 Artifact Hub中存放了大量不同的仓库。
  • helm search repo 从你添加（使用 helm repo add）到本地 helm 客户端中的仓库中进行查找。该命令基于本地数据进行搜索，无需连接互联网。

你可以通过运行 helm search hub 命令找到公开可用的charts：

$ helm search hub wordpress
URL                                                 CHART VERSION APP VERSION DESCRIPTION
https://hub.helm.sh/charts/bitnami/wordpress        7.6.7         5.2.4       Web publishing platform for building blogs and ...
https://hub.helm.sh/charts/presslabs/wordpress-...  v0.6.3        v0.6.3      Presslabs WordPress Operator Helm Chart
https://hub.helm.sh/charts/presslabs/wordpress-...  v0.7.1        v0.7.1      A Helm chart for deploying a WordPress site on ...

上述命令从 Artifact Hub 中搜索所有的 wordpress charts。

如果不进行过滤，helm search hub 命令会展示所有可用的 charts。

使用 helm search repo 命令，你可以从你所添加的仓库中查找chart的名字。

$ helm repo add brigade https://brigadecore.github.io/charts
"brigade" has been added to your repositories
$ helm search repo brigade
NAME                          CHART VERSION APP VERSION DESCRIPTION
brigade/brigade               1.3.2         v1.2.1      Brigade provides event-driven scripting of Kube...
brigade/brigade-github-app    0.4.1         v0.2.1      The Brigade GitHub App, an advanced gateway for...
brigade/brigade-github-oauth  0.2.0         v0.20.0     The legacy OAuth GitHub Gateway for Brigade
brigade/brigade-k8s-gateway   0.1.0                     A Helm chart for Kubernetes
brigade/brigade-project       1.0.0         v1.0.0      Create a Brigade project
brigade/kashti                0.4.0         v0.4.0      A Helm chart for Kubernetes

Helm 搜索使用模糊字符串匹配算法，所以你可以只输入名字的一部分：

$ helm search repo kash
NAME            CHART VERSION APP VERSION DESCRIPTION
brigade/kashti  0.4.0         v0.4.0      A Helm chart for Kubernetes

搜索是用来发现可用包的一个好办法。一旦你找到你想安装的 helm 包，你便可以通过使用 helm install 命令来安装它。

'helm install'：安装一个 helm 包

使用 helm install 命令来安装一个新的 helm 包。最简单的使用方法只需要传入两个参数：你命名的release名字和你想安装的chart的名称。

$ helm install happy-panda bitnami/wordpress
NAME: happy-panda
LAST DEPLOYED: Tue Jan 26 10:27:17 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
NOTES:
** Please be patient while the chart is being deployed **

Your WordPress site can be accessed through the following DNS name from within your cluster:

    happy-panda-wordpress.default.svc.cluster.local (port 80)

To access your WordPress site from outside the cluster follow the steps below:

1. Get the WordPress URL by running these commands:

  NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
        Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace default -w happy-panda-wordpress'
export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace default happy-panda-wordpress --template "{{ range (index .status.loadBalancer.ingress 0) }}{{.}}{{ end }}")
   echo "WordPress URL: http://$SERVICE_IP/"
   echo "WordPress Admin URL: http://$SERVICE_IP/admin"

2. Open a browser and access WordPress using the obtained URL.

3. Login with the following credentials below to see your blog:

  echo Username: user
  echo Password: $(kubectl get secret --namespace default happy-panda-wordpress -o jsonpath="{.data.wordpress-password}" | base64 --decode)

现在wordpress chart 已经安装。注意安装chart时创建了一个新的 release 对象。上述发布被命名为 happy-panda。 （如果想让Helm生成一个名称，删除发布名称并使用--generate-name。）

在安装过程中，helm 客户端会打印一些有用的信息，其中包括：哪些资源已经被创建，release当前的状态，以及你是否还需要执行额外的配置步骤。

Helm按照以下顺序安装资源：

  • Namespace
  • NetworkPolicy
  • ResourceQuota
  • LimitRange
  • PodSecurityPolicy
  • PodDisruptionBudget
  • ServiceAccount
  • Secret
  • SecretList
  • ConfigMap
  • StorageClass
  • PersistentVolume
  • PersistentVolumeClaim
  • CustomResourceDefinition
  • ClusterRole
  • ClusterRoleList
  • ClusterRoleBinding
  • ClusterRoleBindingList
  • Role
  • RoleList
  • RoleBinding
  • RoleBindingList
  • Service
  • DaemonSet
  • Pod
  • ReplicationController
  • ReplicaSet
  • Deployment
  • HorizontalPodAutoscaler
  • StatefulSet
  • Job
  • CronJob
  • Ingress
  • APIService

Helm 客户端不会等到所有资源都运行才退出。许多 charts 需要大小超过 600M 的 Docker 镜像，可能需要很长时间才能安装到集群中。

你可以使用 helm status 来追踪 release 的状态，或是重新读取配置信息：

$ helm status happy-panda
NAME: happy-panda
LAST DEPLOYED: Tue Jan 26 10:27:17 2021
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
NOTES:
** Please be patient while the chart is being deployed **

Your WordPress site can be accessed through the following DNS name from within your cluster:

    happy-panda-wordpress.default.svc.cluster.local (port 80)

To access your WordPress site from outside the cluster follow the steps below:

1. Get the WordPress URL by running these commands:

  NOTE: It may take a few minutes for the LoadBalancer IP to be available.
        Watch the status with: 'kubectl get svc --namespace default -w happy-panda-wordpress'

   export SERVICE_IP=$(kubectl get svc --namespace default happy-panda-wordpress --template "{{ range (index .status.loadBalancer.ingress 0) }}{{.}}{{ end }}")
   echo "WordPress URL: http://$SERVICE_IP/"
   echo "WordPress Admin URL: http://$SERVICE_IP/admin"

2. Open a browser and access WordPress using the obtained URL.

3. Login with the following credentials below to see your blog:

  echo Username: user
  echo Password: $(kubectl get secret --namespace default happy-panda-wordpress -o jsonpath="{.data.wordpress-password}" | base64 --decode)

上述信息展示了 release 的当前状态。

安装前自定义 chart

上述安装方式只会使用 chart 的默认配置选项。很多时候，我们需要自定义 chart 来指定我们想要的配置。

使用 helm show values 可以查看 chart 中的可配置选项：

$ helm show values bitnami/wordpress
## Global Docker image parameters
## Please, note that this will override the image parameters, including dependencies, configured to use the global value
## Current available global Docker image parameters: imageRegistry and imagePullSecrets
##
# global:
#   imageRegistry: myRegistryName
#   imagePullSecrets:
#     - myRegistryKeySecretName
#   storageClass: myStorageClass

## Bitnami WordPress image version
## ref: https://hub.docker.com/r/bitnami/wordpress/tags/
##
image:
  registry: docker.io
  repository: bitnami/wordpress
  tag: 5.6.0-debian-10-r35
  [..]

然后，你可以使用 YAML 格式的文件覆盖上述任意配置项，并在安装过程中使用该文件。

$ echo '{mariadb.auth.database: user0db, mariadb.auth.username: user0}' > values.yaml
$ helm install -f values.yaml bitnami/wordpress --generate-name

上述命令将为 MariaDB 创建一个名称为 user0 的默认用户，并且授予该用户访问新建的 user0db 数据库的权限。chart 中的其他默认配置保持不变。

安装过程中有两种方式传递配置数据：

  • --values (或 -f)：使用 YAML 文件覆盖配置。可以指定多次，优先使用最右边的文件。
  • --set：通过命令行的方式对指定项进行覆盖。

如果同时使用两种方式，则 --set 中的值会被合并到 --values 中，但是 --set 中的值优先级更高。在--set 中覆盖的内容会被被保存在 ConfigMap 中。可以通过 helm get values <release-name> 来查看指定 release 中 --set 设置的值。也可以通过运行 helm upgrade 并指定 --reset-values 字段来清除 --set 中设置的值。

--set 的格式和限制

--set 选项使用0或多个 name/value 对。最简单的用法类似于：--set name=value，等价于如下 YAML 格式：

name: value

多个值使用逗号分割，因此 --set a=b,c=d 的 YAML 表示是：

a: b
c: d

支持更复杂的表达式。例如，--set outer.inner=value 被转换成了：

outer:
  inner: value

列表使用花括号（{}）来表示。例如，--set name={a, b, c} 被转换成了：

name:
  - a
  - b
  - c

某些name/key可以设置为null或者空数组，例如 --set name=[],a=null 由

name:
  - a
  - b
  - c
a: b

变成了

name: []
a: null

从 2.5.0 版本开始，可以使用数组下标的语法来访问列表中的元素。例如 --set servers[0].port=80 就变成了：

servers:
  - port: 80

多个值也可以通过这种方式来设置。--set servers[0].port=80,servers[0].host=example 变成了：

servers:
  - port: 80
    host: example

如果需要在 --set 中使用特殊字符，你可以使用反斜线来进行转义；--set name=value1\,value2 就变成了：

name: "value1,value2"

类似的，你也可以转义点序列（英文句号）。这可能会在 chart 使用 toYaml 函数来解析 annotations，labels，和 node selectors 时派上用场。--set nodeSelector."kubernetes\.io/role"=master 语法就变成了：

nodeSelector:
  kubernetes.io/role: master

深层嵌套的数据结构可能会很难用 --set 表达。我们希望 Chart 的设计者们在设计 values.yaml 文件的格式时，考虑到 --set 的使用。（更多内容请查看 Values 文件）

更多安装方法

helm install 命令可以从多个来源进行安装：

  • chart 的仓库（如上所述）
  • 本地 chart 压缩包（helm install foo foo-0.1.1.tgz）
  • 解压后的 chart 目录（helm install foo path/to/foo）
  • 完整的 URL（helm install foo https://example.com/charts/foo-1.2.3.tgz）

'helm upgrade' 和 'helm rollback'：升级 release 和失败时恢复

当你想升级到 chart 的新版本，或是修改 release 的配置，你可以使用 helm upgrade 命令。

一次升级操作会使用已有的 release 并根据你提供的信息对其进行升级。由于 Kubernetes 的 chart 可能会很大而且很复杂，Helm 会尝试执行最小侵入式升级。即它只会更新自上次发布以来发生了更改的内容。

$ helm upgrade -f panda.yaml happy-panda bitnami/wordpress

在上面的例子中，happy-panda 这个 release 使用相同的 chart 进行升级，但是使用了一个新的 YAML 文件：

mariadb.auth.username: user1

我们可以使用 helm get values 命令来看看配置值是否真的生效了：

$ helm get values happy-panda
mariadb:
  auth:
    username: user1

helm get 是一个查看集群中 release 的有用工具。正如我们上面所看到的，panda.yaml 中的新值已经被部署到集群中了。

现在，假如在一次发布过程中，发生了不符合预期的事情，也很容易通过 helm rollback [RELEASE] [REVISION] 命令回滚到之前的发布版本。

$ helm rollback happy-panda 1

上面这条命令将我们的 happy-panda 回滚到了它最初的版本。release 版本其实是一个增量修订（revision）。 每当发生了一次安装、升级或回滚操作，revision 的值就会加1。第一次 revision 的值永远是1。我们可以使用 helm history [RELEASE] 命令来查看一个特定 release 的修订版本号。

安装、升级、回滚时的有用选项

你还可以指定一些其他有用的选项来自定义 Helm 在安装、升级、回滚期间的行为。请注意这并不是 cli 参数的完整列表。 要查看所有参数的说明，请执行 helm <command> --help 命令。

  • --timeout：一个 Go duration 类型的值， 用来表示等待 Kubernetes 命令完成的超时时间，默认值为 5m0s。
  • --wait：表示必须要等到所有的 Pods 都处于 ready 状态，PVC 都被绑定，Deployments 都至少拥有最小 ready 状态 Pods 个数（Desired减去 maxUnavailable），并且 Services 都具有 IP 地址（如果是LoadBalancer， 则为 Ingress），才会标记该 release 为成功。最长等待时间由 --timeout 值指定。如果达到超时时间，release 将被标记为 FAILED。注意：当 Deployment 的 replicas 被设置为1，但其滚动升级策略中的 maxUnavailable 没有被设置为0时，--wait 将返回就绪，因为已经满足了最小 ready Pod 数。
  • --no-hooks：不运行当前命令的钩子。
  • --recreate-pods（仅适用于 upgrade 和 rollback）：这个参数会导致重建所有的 Pod（deployment中的Pod 除外）。（在 Helm 3 中已被废弃）

'helm uninstall'：卸载 release

使用 helm uninstall 命令从集群中卸载一个 release：

$ helm uninstall happy-panda

该命令将从集群中移除指定 release。你可以通过 helm list 命令看到当前部署的所有 release：

$ helm list
NAME            VERSION UPDATED                         STATUS          CHART
inky-cat        1       Wed Sep 28 12:59:46 2016        DEPLOYED        alpine-0.1.0

从上面的输出中，我们可以看到，happy-panda 这个 release 已经被卸载。

在上一个 Helm 版本中，当一个 release 被删除，会保留一条删除记录。而在 Helm 3 中，删除也会移除 release 的记录。 如果你想保留删除记录，使用 helm uninstall --keep-history。使用 helm list --uninstalled 只会展示使用了 --keep-history 删除的 release。

helm list --all 会展示 Helm 保留的所有 release 记录，包括失败或删除的条目（指定了 --keep-history）：

$  helm list --all
NAME            VERSION UPDATED                         STATUS          CHART
happy-panda     2       Wed Sep 28 12:47:54 2016        UNINSTALLED     wordpress-10.4.5.6.0
inky-cat        1       Wed Sep 28 12:59:46 2016        DEPLOYED        alpine-0.1.0
kindred-angelf  2       Tue Sep 27 16:16:10 2016        UNINSTALLED     alpine-0.1.0

注意，因为现在默认会删除 release，所以你不再能够回滚一个已经被卸载的资源了。

'helm repo'：使用仓库

Helm 3 不再附带一个默认的 chart 仓库。helm repo 提供了一组命令用于添加、列出和移除仓库。

使用 helm repo list 来查看配置的仓库：

$ helm repo list
NAME            URL
stable          https://charts.helm.sh/stable
mumoshu         https://mumoshu.github.io/charts

使用 helm repo add 来添加新的仓库：

$ helm repo add dev https://example.com/dev-charts

因为 chart 仓库经常在变化，在任何时候你都可以通过执行 helm repo update 命令来确保你的 Helm 客户端是最新的。

使用 helm repo remove 命令来移除仓库。

创建你自己的 charts

chart 开发指南 介绍了如何开发你自己的chart。 但是你也可以通过使用 helm create 命令来快速开始：

$ helm create deis-workflow
Creating deis-workflow

现在，./deis-workflow 目录下已经有一个 chart 了。你可以编辑它并创建你自己的模版。

在编辑 chart 时，可以通过 helm lint 验证格式是否正确。

当准备将 chart 打包分发时，你可以运行 helm package 命令：

$ helm package deis-workflow
deis-workflow-0.1.0.tgz

然后这个 chart 就可以很轻松的通过 helm install 命令安装：

$ helm install deis-workflow ./deis-workflow-0.1.0.tgz
...

打包好的 chart 可以上传到 chart 仓库中。查看 Helm chart 仓库获取更多信息。