目录
一、概念
Helm 是 Kubernetes 的包管理工具，它允许开发者和系统管理员通过定义、打包和部署应用程序来简化 Kubernetes 应用的管理工作。Helm 的出现是为了解决在 Kubernetes 环境中部署和管理复杂应用的挑战。
- Helm 的官方网站是 Helm，在这里可以找到 Helm 的安装指南、文档、Chart 仓库和社区贡献信息。通过 Helm，用户可以更高效地管理和部署 Kubernetes 应用，实现快速迭代和持续集成。
Helm 的核心概念
Chart：Helm 的 Chart 是一个软件包，它包含了一组定义 Kubernetes 资源的 YAML 文件。Chart 可以看作是 Kubernetes 应用的模板，它描述了如何部署一个应用，包括所需的 Deployments、Services、ConfigMaps 等资源。
Repository：Helm 的 Repository 是一个存储 Chart 的仓库。用户可以从这些仓库中搜索、下载和安装 Chart。每个 Repository 都有一个索引文件，列出了可用的 Chart 和它们的版本。
Release：当使用
helm install命令部署一个 Chart 到 Kubernetes 集群时，Helm 会创建一个 Release。Release 是 Chart 在集群中的一个实例，它代表了特定版本的应用部署。用户可以对同一个 Chart 创建多个 Release，每个 Release 都有自己的配置和状态。
Helm 的工作流程
查找 Chart：用户可以在 Helm 的 Repository 中查找所需的 Chart。
安装 Chart：使用
helm install命令安装 Chart 到 Kubernetes 集群，创建一个 Release。管理 Release：用户可以使用
helm upgrade、helm rollback、helm uninstall等命令来管理 Release，包括更新、回滚或卸载应用。维护 Repository：用户可以添加、更新和删除 Helm Repository，以管理可用的 Chart。
Helm 3 与 Helm 2 的区别
Helm 2：在 Helm 2 中，采用了客户端-服务器模型，其中客户端是 Helm，服务器端是 Tiller。Tiller 作为 Kubernetes 集群中的一个 Deployment 运行，负责管理 Helm 的 Release 和执行 Kubernetes 操作。
Helm 3：Helm 3 移除了 Tiller，简化了架构。现在，Helm 客户端直接与 Kubernetes API 服务器通信，执行所有的 Kubernetes 操作。这减少了复杂性，并提高了安全性，因为不再需要在集群中运行一个具有广泛权限的 Tiller 服务。
二、Helm部署
包括如何安装 Helm 客户端、添加和更新 Helm 仓库、搜索和查看 Chart 信息、安装和卸载应用
安装 Helm
下载 Helm 客户端：
访问 Helm 的 GitHub 标签页面 https://github.com/helm/helm/tags 来下载适合操作系统的 Helm 版本。例如，如果使用的是 Linux 系统，可以下载 helm-v3.6.0-linux-amd64.tar.gz。
安装 Helm：
解压下载的 Helm 压缩包，并将其移动到系统的可执行路径中，例如 /usr/local/bin。
tar -zxvf helm-v3.6.0-linux-amd64.tar.gz
mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm
验证 Helm 安装：
运行 helm version 来检查 Helm 是否已成功安装。
helm version
命令补全：
为了提高使用 Helm 的效率，可以启用命令补全功能。
source <(helm completion bash)
使用 Helm 安装 Chart
添加 Helm 仓库：
添加常用的 Helm 仓库，以便可以搜索和安装各种 Chart。
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts
helm repo add aliyun https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts
helm repo add incubator https://charts.helm.sh/incubator
更新 Helm 仓库：
更新 Helm 仓库列表，以确保可以访问最新的 Chart 版本。
helm repo update
查看 Helm 仓库列表：
查看已添加的 Helm 仓库。
helm repo list
搜索 Chart：
在 stable 仓库中搜索可用的 Chart。
helm search repo stable
删除 Helm 仓库：
如果不再需要某个 Helm 仓库，可以将其从列表中删除。
helm repo remove incubator
查看 Chart 信息：
查看特定 Chart 的基本信息或所有信息。
helm show chart stable/mysql # 查看基本信息
helm show all stable/mysql # 获取所有信息
安装 Chart：
使用 helm install 命令安装 Chart。可以指定一个 release 名称，或者使用 --generate-name 让 Helm 为生成一个随机名称。
helm install my-redis bitnami/redis [-n default] # 指定 release 名称
helm install bitnami/redis --generate-name # 自动生成 release 名称
查看所有 release：
列出所有已安装的 Helm release。
helm ls
或者使用 helm list 来获取更详细的信息。
helm list
查看 release 状态：
查看特定 release 的状态信息。
helm status my-redis
删除 release：
使用 helm uninstall 命令删除指定的 Helm release。
helm uninstall my-redis
三、Helm Chart 自定义模板
查看chart文件细节
- charts 除了可以在 repo 中下载，还可以自己自定义，创建完成后通过 helm 部署到 k8s。
Helm Chart 是 Helm 用来部署 Kubernetes 应用的包。一个 Chart 包含一系列的 Kubernetes 资源定义文件（YAML 格式），以及一个描述 Chart 的 Chart.yaml 文件和一个用于配置的 values.yaml 文件。自定义 Helm Chart 允许根据具体需求来创建和部署 Kubernetes 应用。
拉取 Helm Chart:
创建一个目录用于存放 Helm charts，例如
/opt/helm。使用
helm pull命令从 Helm 仓库拉取特定的 chart，例如stable/mysql。查看拉取的 chart 文件，确认文件存在。
mkdir /opt/helm
cd /opt/helm
helm pull stable/mysql
ls
mysql-1.6.9.tgz
查看 Chart 结构:
使用
tar命令解压缩拉取的 chart 文件，例如mysql-1.6.9.tgz。使用
ls命令列出解压缩后的 chart 文件夹内容。安装
tree命令（如果尚未安装），以便更好地查看文件和目录结构。使用
tree命令查看 chart 的详细结构，包括所有文件和子目录。
tar xf mysql-1.6.9.tgz
yum install -y tree
tree mysql
mysql
├── Chart.yaml
├── README.md
├── templates
│ ├── configurationFiles-configmap.yaml
│ ├── deployment.yaml
│ ├── _helpers.tpl
│ ├── initializationFiles-configmap.yaml
│ ├── NOTES.txt
│ ├── pvc.yaml
│ ├── secrets.yaml
│ ├── serviceaccount.yaml
│ ├── servicemonitor.yaml
│ ├── service.yaml
│ ├── ingress.yaml
│ └── tests
│ ├── test-configmap.yaml
│ └── test.yaml
└── values.yaml
Chart 结构概览:
Chart 包的根目录包含了多个文件和子目录，这些是构成 Helm chart 的基本元素。
主要文件和目录包括：
Chart.yaml：包含 chart 的元数据。README.md：提供关于 chart 的信息和使用说明。templates：包含 chart 的模板文件，如：configurationFiles-configmap.yaml：配置文件的 ConfigMap 模板。deployment.yaml：Deployment 资源的模板。_helpers.tpl：辅助模板文件。initializationFiles-configmap.yaml：初始化文件的 ConfigMap 模板。NOTES.txt：安装后的说明和注意事项。pvc.yaml：PersistentVolumeClaim 资源的模板。secrets.yaml：Secret 资源的模板。serviceaccount.yaml：ServiceAccount 资源的模板。servicemonitor.yaml：ServiceMonitor 资源的模板。service.yaml：Service 资源的模板。ingress.yaml：Ingress 资源的模板。tests：包含测试相关的模板文件。values.yaml：包含 chart 的默认配置值。
通过这个结构，我们可以看到 Helm chart 是如何组织和管理 Kubernetes 应用程序的部署配置的。用户可以根据需要编辑这些文件，以自定义应用程序的行为和配置。
Helm chart 结构
Helm chart 的关键组成部分的详细说明：
Chart.yaml:
这是 Helm chart 的自描述文件，它包含了 chart 的基本信息。
必须包含
name字段，用于指定 chart 的名称。必须包含
version字段，用于指定 chart 的版本号。还可以包含其他元数据，如描述、图标、维护者信息等。
模板:
Helm chart 包含一个或多个模板，这些模板是 Kubernetes 资源清单文件的文本模板。
模板中可以包含 Go 模板 语法，用于动态生成 Kubernetes 清单文件。
模板会根据
values.yaml文件中的值进行填充和处理，生成最终的 Kubernetes 资源清单。具体模板文件:
NOTES.txt：这是一个文本文件，包含安装 chart 后显示给用户的信息，通常包括配置提示、使用说明等。deployment.yaml：这个模板定义了一个 Kubernetes Deployment 资源，用于指定如何部署应用程序的副本。service.yaml：这个模板定义了一个 Kubernetes Service 资源，通常用于提供对 Deployment 的网络访问。ingress.yaml：这个模板定义了一个 Kubernetes Ingress 资源，用于管理外部访问到 Service 的路由。_helpers.tpl：这个文件包含可重用的模板助手函数，可以在 chart 的其他模板中调用。
通过这些组件，Helm charts 为 Kubernetes 应用程序的部署提供了一种标准化和自动化的方法。用户可以通过修改 values.yaml 文件和模板来定制应用程序的部署，然后使用 Helm 命令进行部署和管理。
创建自定义的 chart
创建自定义 Helm Chart
使用
helm create命令创建一个新的 Helm chart，例如nginx。使用
tree命令查看新创建的 chart 结构，包括Chart.yaml、values.yaml和templates目录等。查看
templates/deployment.yaml文件，了解如何在模板中使用 Go 模板语法引用values.yaml中的变量。
helm create nginx
tree nginx
nginx
├── charts
├── Chart.yaml
├── templates
│ ├── deployment.yaml
│ ├── _helpers.tpl
│ ├── hpa.yaml
│ ├── ingress.yaml
│ ├── NOTES.txt
│ ├── serviceaccount.yaml
│ ├── service.yaml
│ └── tests
│ └── test-connection.yaml
└── values.yaml
cat nginx/templates/deployment.yaml
#在 templates 目录下 yaml 文件模板中的变量（go template语法）的值默认是在 nginx/values.yaml 中定义的，只需要修改 nginx/values.yaml 的内容，也就完成了 templates 目录下 yaml 文件的配置。
比如在 deployment.yaml 中定义的容器镜像：
image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag | default .Chart.AppVersion }}"
cat nginx/values.yaml | grep repository
repository: nginx
#以上变量值是在 create chart 的时候就自动生成的默认值，你可以根据实际情况进行修改。
修改 Helm Chart
修改
Chart.yaml文件以更新 chart 的元数据，如name、version和appVersion。修改
values.yaml文件以设置默认的配置值，如replicaCount、image和service类型等。
//修改 chart
vim nginx/Chart.yaml
apiVersion: v2
name: nginx #chart名字
description: A Helm chart for Kubernetes
type: application #chart类型，application或library
version: 0.1.0 #chart版本
appVersion: 1.16.0 #application部署版本
vim nginx/values.yaml
replicaCount: 1
image:
repository: nginx
pullPolicy: IfNotPresent
tag: "latest" #设置镜像标签
imagePullSecrets: []
nameOverride: ""
fullnameOverride: ""
serviceAccount:
create: true
annotations: {}
name: ""
podAnnotations: {}
podSecurityContext: {}
# fsGroup: 2000
securityContext: {}
# capabilities:
# drop:
# - ALL
# readOnlyRootFilesystem: true
# runAsNonRoot: true
# runAsUser: 1000
service:
type: ClusterIP
port: 80
ingress:
enabled: true #开启 ingress
className: ""
annotations: {}
# kubernetes.io/ingress.class: nginx
# kubernetes.io/tls-acme: "true"
hosts:
- host: www.gzb.com #指定ingress域名
paths:
- path: /
pathType: Prefix #指定ingress路径类型
tls: []
# - secretName: chart-example-tls
# hosts:
# - chart-example.local
resources:
limits:
cpu: 100m
memory: 128Mi
requests:
cpu: 100m
memory: 128Mi
autoscaling:
enabled: false
minReplicas: 1
maxReplicas: 100
targetCPUUtilizationPercentage: 80
# targetMemoryUtilizationPercentage: 80
nodeSelector: {}
tolerations: []
affinity: {}
打包和部署 Helm Chart
使用
helm lint命令检查 chart 的依赖和模板配置是否正确。使用
helm package命令打包 chart，生成.tgz文件。使用
helm install命令部署 chart，可以选择使用--dry-run和--debug参数进行测试。使用
helm install命令正式部署 chart，可以指定命名空间和配置文件。
helm lint nginx #检查依赖和模版配置是否正确
helm package nginx #打包 chart，会在当前目录下生成压缩包 nginx-0.1.0.tgz
//部署 chart
helm install nginx ./nginx --dry-run --debug #使用 --dry-run 参数验证 Chart 的配置，并不执行安装
helm install nginx ./nginx -n default #部署 chart，release 版本默认为 1
或者
helm install nginx ./nginx-0.1.0.tgz
#可根据不同的配置来 install，默认是 values.yaml
helm install nginx ./nginx -f ./nginx/values-prod.yaml
helm ls
kubectl get pod,svc
部署 Ingress-Nginx
下载 Ingress-Nginx 的配置文件
mandatory.yaml和service-nodeport.yaml。使用
kubectl apply命令应用这些配置文件，以部署 Ingress 控制器和 NodePort 类型的 Service。查看 Ingress 控制器和 Service 的状态，确保它们正常运行。
通过编辑
/etc/hosts文件将域名www.gzb.com指向 Ingress 控制器的 IP 地址。使用
curl命令测试 Ingress 是否能够正确代理请求。
#部署 ingress
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/mandatory.yaml
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.30.0/deploy/static/provider/baremetal/service-nodeport.yaml
kubectl apply -f mandatory.yaml
kubectl apply -f service-nodeport.yaml
kubectl get pod,svc -n ingress-nginx
kubectl get ingress
vim /etc/hosts
.....
192.168.42.34 node02 www.gzb.com
curl http://www.gzb.com:30665
升级 Helm Chart
修改
values.yaml文件以更改 Service 类型为 NodePort 并设置nodePort。修改
templates/service.yaml模板以反映 Service 类型的变化。使用
helm upgrade命令升级已部署的 chart，更新 Service 类型和端口。再次使用
curl命令测试 NodePort 是否能够正确代理请求。
//修改为 NodePort 访问后，升级
vim nginx/values.yaml
service:
type: NodePort
port: 80
nodePort: 30080
ingress:
enabled: false
vim nginx/templates/service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: {{ include "nginx.fullname" . }}
labels:
{{- include "nginx.labels" . | nindent 4 }}
spec:
type: {{ .Values.service.type }}
ports:
- port: {{ .Values.service.port }}
targetPort: http
protocol: TCP
name: http
nodePort: {{ .Values.service.nodePort }} #指定 nodePort
selector:
{{- include "nginx.selectorLabels" . | nindent 4 }}
#升级 release，release 版本加 1
helm upgrade nginx nginx
kubectl get svc
curl 192.168.41.34:30080
通过这些步骤，可以创建和部署自定义的 Helm charts，以及管理和配置 Kubernetes 集群中的 Ingress 规则。这些步骤提供了一个从创建到部署再到升级的完整流程，有助于理解 Helm charts 的使用和管理。
四、回滚
使用 Helm 进行回滚操作以及如何在命令行中使用 --set 参数来部署或升级 Helm release 的信息
回滚 Helm Release
查看 Release 历史:
- 使用
helm history命令查看 Helm release 的历史记录，包括每次更新的详细信息和状态。
helm history nginx
执行回滚操作:
使用
helm rollback命令加上 release 名称和要回滚到的版本号来执行回滚操作。执行回滚后，可以再次使用
helm history命令确认 release 是否已经成功回滚到指定版本。
helm rollback nginx 1
helm history nginx
维护 Helm Chart
在 Helm chart 的 templates 目录下的 Kubernetes 清单文件配置好后，通常的维护工作主要涉及修改 Chart.yaml 和 values.yaml 文件。
Chart.yaml：更新 chart 的元数据，如版本号、描述等。values.yaml：调整或添加配置参数，这些参数将应用于模板中，以定制 Kubernetes 资源的行为。
使用 --set 参数部署或升级 Release
在部署或升级 Helm release 时，可以使用 --set 参数在命令行中直接指定配置值。这些值将覆盖 values.yaml 文件中的同名参数。
例如，要将 Nginx chart 的镜像标签升级到 1.15，可以使用以下命令：
helm upgrade nginx nginx --set image.tag='1.15'
这个命令会更新 Nginx chart 的镜像标签，而无需修改 values.yaml 文件。这种快捷方式在需要快速更改配置或在没有访问 values.yaml 文件的情况下非常有用。
总结来说，Helm 提供了灵活的方式来管理和维护 Kubernetes 应用程序的部署。通过回滚功能，可以轻松撤销更改；通过 --set 参数，可以在部署或升级时动态调整配置。这些功能使得 Helm 成为 Kubernetes 集群中应用程序部署和维护的强有力工具。
五、Helm 仓库
使用 Harbor 作为本地 Helm 仓库，并将自定义的 Helm chart 推送至 Harbor 仓库的详细步骤
安装 Harbor
准备 Harbor 的离线安装包
harbor-offline-installer-v1.9.1.tgz和docker-compose文件。配置
harbor.yml文件，设置 Harbor 的主机名、管理员密码、数据存储路径等。使用
./install.sh --with-clair --with-chartmuseum命令安装 Harbor，并启用 Clair 服务和 chart 仓库服务。
#上传 harbor-offline-installer-v1.9.1.tgz 和 docker-compose 文件到 /opt 目录
cd /opt
cp docker-compose /usr/local/bin/
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
tar zxf harbor-offline-installer-v1.9.1.tgz
cd harbor/
vim harbor.yml
hostname: 192.168.10.19
harbor_admin_password: Harbor12345 #admin用户初始密码
data_volume: /data #数据存储路径，自动创建
chart:
absolute_url: enabled #在chart中启用绝对url
log:
level: info
local:
rotate_count: 50
rotate_size: 200M
location: /var/log/harbor #日志路径
#安装带有 Clair service 和 chart 仓库服务的 Harbor
./install.sh --with-clair --with-chartmuseum
安装 Helm Push 插件
- 在线安装 Helm Push 插件：
helm plugin install https://github.com/chartmuseum/helm-push
离线安装 Helm Push 插件：
下载插件压缩包
helm-push_0.8.1_linux_amd64.tar.gz。解压缩并将其放置在
~/.local/share/helm/plugins/helm-push目录下。
wget https://github.com/chartmuseum/helm-push/releases/download/v0.8.1/helm-push_0.8.1_linux_amd64.tar.gz
mkdir ~/.local/share/helm/plugins/helm-push
tar -zxvf helm-push_0.8.1_linux_amd64.tar.gz -C ~/.local/share/helm/plugins/helm-push
helm repo ls
配置 Helm 仓库
登录到 Harbor 的 Web UI 界面，并创建一个新项目
chart_repo。浏览器访问：http://192.168.10.19 ，默认的管理员用户名和密码是 admin/Harbor12345 点击 “+新建项目” 按钮 填写项目名称为 “chart_repo”，访问级别勾选 “公开”，点击 “确定” 按钮，创建新项目
添加 Harbor 项目作为 Helm 仓库：
helm repo add harbor http://192.168.10.19/chartrepo/chart_repo --username=admin --password=Harbor12345
这里的 repo 的地址是/chartrepo/，Harbor 中每个项目是分开的 repo。如果不提供项目名称， 则默认使用 library 这个项目。
推送 Chart 到 Harbor
- 切换到包含 Helm chart 的目录。
cd /opt/helm
- 使用
helm push命令将 chart 推送到 Harbor 仓库：
helm push nginx harbor
查看 Helm Charts
- 在 Harbor 的 Web UI 界面中查看
chart_repo项目，确认已成功推送的 Helm Charts。
通过这些步骤，可以将自定义的 Helm charts 推送到本地的 Harbor 仓库中，从而实现 Helm charts 的存储、管理和分发。Harbor 作为一个企业级的 Docker Registry 管理项目，也支持 Helm charts 的存储和分发，这使得它成为 Kubernetes 环境中管理 Helm charts 的理想选择。
![[LeetCode][LCR174] 寻找二叉搜索树中的目标节点](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/f225a14825394334b3f16083bbf87355.png)
