Kubernetes - Helm 包管理

友人2025/12/12大约 5 分钟

Kubernetes - Helm 包管理

概述

Helm 是 Kubernetes 的包管理工具，类似于 apt/yum/npm。它允许开发者打包、配置和部署 Kubernetes 应用，大大简化了复杂应用的部署和管理。

核心概念

概念	说明
Chart	Helm 包，包含 Kubernetes 资源的模板
Repository	存放 Chart 的仓库
Release	Chart 的一次部署实例
Values	Chart 的配置参数

安装 Helm

macOS

brew install helm

Linux

curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

Windows

choco install kubernetes-helm

验证安装

helm version

基本使用

添加仓库

# 添加官方仓库
helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable

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

# 更新仓库索引
helm repo update

# 查看已添加的仓库
helm repo list

# 删除仓库
helm repo remove stable

搜索 Chart

# 在仓库中搜索
helm search repo nginx

# 在 Artifact Hub 搜索
helm search hub nginx

# 查看所有版本
helm search repo nginx --versions

安装 Chart

# 基本安装
helm install my-nginx bitnami/nginx

# 指定命名空间
helm install my-nginx bitnami/nginx -n production

# 指定版本
helm install my-nginx bitnami/nginx --version 15.0.0

# 自定义配置
helm install my-nginx bitnami/nginx --set service.type=NodePort

# 使用 values 文件
helm install my-nginx bitnami/nginx -f custom-values.yaml

# 生成名称
helm install bitnami/nginx --generate-name

# 模拟安装（不实际执行）
helm install my-nginx bitnami/nginx --dry-run

查看 Release

# 查看所有 Release
helm list
helm ls

# 查看所有命名空间
helm list -A

# 查看特定状态
helm list --pending
helm list --failed

# 查看 Release 详情
helm status my-nginx

# 查看 Release 历史
helm history my-nginx

升级 Release

# 升级
helm upgrade my-nginx bitnami/nginx

# 升级并安装（不存在则安装）
helm upgrade --install my-nginx bitnami/nginx

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

# 重用上次的配置
helm upgrade my-nginx bitnami/nginx --reuse-values

# 重置所有配置
helm upgrade my-nginx bitnami/nginx --reset-values

回滚 Release

# 查看历史
helm history my-nginx

# 回滚到上一版本
helm rollback my-nginx

# 回滚到指定版本
helm rollback my-nginx 2

卸载 Release

# 卸载
helm uninstall my-nginx

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

配置管理

查看默认配置

# 查看 Chart 的默认 values
helm show values bitnami/nginx

# 保存到文件
helm show values bitnami/nginx > values.yaml

自定义配置

创建 custom-values.yaml：

# 副本数
replicaCount: 3

# 镜像配置
image:
  registry: docker.io
  repository: bitnami/nginx
  tag: 1.25.0

# 服务配置
service:
  type: NodePort
  port: 80
  nodePort: 30080

# 资源限制
resources:
  limits:
    cpu: 200m
    memory: 256Mi
  requests:
    cpu: 100m
    memory: 128Mi

# 启用 Ingress
ingress:
  enabled: true
  hostname: nginx.example.com
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: nginx

安装时使用：

helm install my-nginx bitnami/nginx -f custom-values.yaml

多个 Values 文件

# 后面的文件优先级更高
helm install my-nginx bitnami/nginx \
  -f base-values.yaml \
  -f production-values.yaml

命令行覆盖

# --set 优先级最高
helm install my-nginx bitnami/nginx \
  -f values.yaml \
  --set replicaCount=5 \
  --set service.type=LoadBalancer

创建 Chart

初始化 Chart

# 创建新 Chart
helm create mychart

# 目录结构
mychart/
├── Chart.yaml          # Chart 元信息
├── values.yaml         # 默认配置
├── charts/             # 依赖的 Chart
├── templates/          # Kubernetes 资源模板
│   ├── deployment.yaml
│   ├── service.yaml
│   ├── ingress.yaml
│   ├── hpa.yaml
│   ├── serviceaccount.yaml
│   ├── _helpers.tpl    # 模板辅助函数
│   ├── NOTES.txt       # 安装后的提示信息
│   └── tests/          # 测试
└── .helmignore         # 忽略文件

Chart.yaml

apiVersion: v2
name: mychart
description: A Helm chart for my application
type: application
version: 0.1.0        # Chart 版本
appVersion: "1.0.0"   # 应用版本

keywords:
  - web
  - nginx

home: https://github.com/example/mychart
sources:
  - https://github.com/example/mychart

maintainers:
  - name: John Doe
    email: john@example.com

dependencies:
  - name: mysql
    version: "9.0.0"
    repository: https://charts.bitnami.com/bitnami
    condition: mysql.enabled

values.yaml

# 应用名称
nameOverride: ""
fullnameOverride: ""

# 副本数
replicaCount: 1

# 镜像配置
image:
  repository: nginx
  tag: "1.21"
  pullPolicy: IfNotPresent

# 服务配置
service:
  type: ClusterIP
  port: 80

# Ingress 配置
ingress:
  enabled: false
  className: nginx
  hosts:
    - host: chart-example.local
      paths:
        - path: /
          pathType: Prefix

# 资源配置
resources:
  limits:
    cpu: 100m
    memory: 128Mi
  requests:
    cpu: 50m
    memory: 64Mi

# 自动扩缩
autoscaling:
  enabled: false
  minReplicas: 1
  maxReplicas: 10
  targetCPUUtilizationPercentage: 80

# 节点选择
nodeSelector: {}

# 容忍
tolerations: []

# 亲和性
affinity: {}

模板语法

基本语法

# templates/deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {{ include "mychart.fullname" . }}
  labels:
    {{- include "mychart.labels" . | nindent 4 }}
spec:
  replicas: {{ .Values.replicaCount }}
  selector:
    matchLabels:
      {{- include "mychart.selectorLabels" . | nindent 6 }}
  template:
    metadata:
      labels:
        {{- include "mychart.selectorLabels" . | nindent 8 }}
    spec:
      containers:
      - name: {{ .Chart.Name }}
        image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"
        imagePullPolicy: {{ .Values.image.pullPolicy }}
        ports:
        - containerPort: 80
        {{- if .Values.resources }}
        resources:
          {{- toYaml .Values.resources | nindent 10 }}
        {{- end }}

条件判断

{{- if .Values.ingress.enabled }}
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: {{ include "mychart.fullname" . }}
spec:
  # ...
{{- end }}

循环

{{- range .Values.ingress.hosts }}
- host: {{ .host }}
  http:
    paths:
    {{- range .paths }}
    - path: {{ .path }}
      pathType: {{ .pathType }}
    {{- end }}
{{- end }}

辅助模板

# templates/_helpers.tpl
{{- define "mychart.fullname" -}}
{{- if .Values.fullnameOverride }}
{{- .Values.fullnameOverride | trunc 63 | trimSuffix "-" }}
{{- else }}
{{- $name := default .Chart.Name .Values.nameOverride }}
{{- printf "%s-%s" .Release.Name $name | trunc 63 | trimSuffix "-" }}
{{- end }}
{{- end }}

{{- define "mychart.labels" -}}
helm.sh/chart: {{ .Chart.Name }}-{{ .Chart.Version }}
app.kubernetes.io/name: {{ include "mychart.name" . }}
app.kubernetes.io/instance: {{ .Release.Name }}
app.kubernetes.io/version: {{ .Chart.AppVersion | quote }}
app.kubernetes.io/managed-by: {{ .Release.Service }}
{{- end }}

内置对象

对象	说明
.Values	values.yaml 中的配置
.Release	Release 信息（Name、Namespace 等）
.Chart	Chart.yaml 中的信息
.Files	访问 Chart 中的文件
.Capabilities	集群能力信息
.Template	当前模板信息

Chart 打包和发布

验证 Chart

# 语法检查
helm lint mychart

# 模板渲染预览
helm template my-release mychart

# 模拟安装
helm install my-release mychart --dry-run --debug

打包 Chart

# 打包
helm package mychart

# 输出：mychart-0.1.0.tgz

发布到仓库

# 创建本地仓库
helm repo index . --url https://charts.example.com

# 上传到 GitHub Pages、S3 等

依赖管理

定义依赖

在 Chart.yaml 中：

dependencies:
  - name: mysql
    version: "9.x.x"
    repository: https://charts.bitnami.com/bitnami
  - name: redis
    version: "17.x.x"
    repository: https://charts.bitnami.com/bitnami
    condition: redis.enabled

管理依赖

# 下载依赖
helm dependency update mychart

# 查看依赖
helm dependency list mychart

# 重新构建依赖
helm dependency build mychart

实用技巧

查看实际渲染的资源

# 查看将要部署的资源
helm get manifest my-release

# 查看安装时的 values
helm get values my-release

# 查看所有信息
helm get all my-release

调试模板

# 详细输出
helm install my-release mychart --debug

# 只渲染特定模板
helm template my-release mychart -s templates/deployment.yaml

从 Release 导出

# 导出当前配置
helm get values my-release > current-values.yaml

常用 Chart 推荐

Chart	仓库	用途
nginx	bitnami/nginx	Web 服务器
mysql	bitnami/mysql	数据库
redis	bitnami/redis	缓存
prometheus	prometheus-community/prometheus	监控
grafana	grafana/grafana	可视化
cert-manager	jetstack/cert-manager	证书管理
ingress-nginx	ingress-nginx/ingress-nginx	Ingress 控制器

总结

命令	作用
helm repo add	添加仓库
helm search repo	搜索 Chart
helm install	安装 Release
helm upgrade	升级 Release
helm rollback	回滚 Release
helm uninstall	卸载 Release
helm list	查看 Release 列表
helm create	创建 Chart
helm package	打包 Chart
helm lint	检查 Chart

最佳实践

始终使用版本锁定 --version
使用 values 文件而非 --set
为不同环境创建不同的 values 文件
定期更新仓库索引 helm repo update
生产环境升级前先 --dry-run