helm 简介与入门

Helm 是 Kubernetes 的包管理器。包管理器类似于我们在 Ubuntu 中使用的apt、Centos中使用的yum 或者Python中的 pip 一样，能快速查找、下载和安装软件包。Helm 由客户端组件 helm 和服务端组件 Tiller 组成, 能够将一组K8S资源打包统一管理, 是查找、共享和使用为Kubernetes构建的软件的最佳方式。

解决问题：

能对多个模板文件（yaml文件）进行统一管理，设想一下，如果没有helm，如何执行多个模板文件呢？那就得一个个的执行kubectl apply -f xxx.yaml。而如今有了helm，只需要将文件放入chart包中，然后一句helm install xxx path便可以执行所有的模板文件。当然helm的好处不仅于此，还有其他便利之处，有待大家挖掘。

安装

用二进制版本安装

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. 选择Helm版本查看Helm和对应支持的Kubernetes版本，可以参考 Helm 版本支持策略。
2. 下载安装包 https://github.com/helm/helm/releases
3. 解压(tar -zxvf helm-v3.0.0-linux-amd64.tar.gz)
4. 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.

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。

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Helm

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
...

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。

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 --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。