K8s包管理利器Helm入门指南

大家好！作为一名后端开发者，我们在构建和部署可扩展应用时，经常与 Kubernetes 打交道。Kubernetes 本身非常强大，但管理其上的应用程序配置和部署流程有时会变得复杂。这时，Helm 就闪亮登场了！Helm 被称为 “Kubernetes 的包管理器”，它极大地简化了 Kubernetes 应用的查找、分享、安装和升级过程。

这篇博文将作为一份全面的入门指南，带你了解 什么是 Helm，为什么需要它，如何在你的 Linux 环境中 手动安装 Helm，并掌握 Helm 仓库管理 和 Chart 的基本操作，为高效管理 Kubernetes 应用打下坚实的基础。

什么是 Helm？

简单来说，Helm 使用一种称为 Charts 的打包格式。一个 Chart 包含了运行一个应用（或应用的一部分）所需的所有 Kubernetes 资源定义（如 Deployments, Services, ConfigMaps 等），以及这些资源的配置参数模板。Helm 通过管理这些 Charts，使得部署复杂应用变得像使用 apt 或 yum 安装软件包一样简单。

为什么要使用 Helm？

• 简化部署： 将复杂的应用定义打包成一个简单的 Chart 进行部署。
• 版本管理： 轻松跟踪、回滚和升级应用版本。
• 可重用性： 创建和分享 Charts，避免重复编写 Kubernetes YAML 文件。
• 依赖管理： Chart 可以依赖其他 Chart，方便管理复杂应用的依赖关系。

安装 Helm 的先决条件

在开始安装 Helm 之前，请确保你满足以下条件：

1. 一个 Linux 发行版： 本指南适用于大多数常见的 Linux 发行版（如 Ubuntu, Debian, CentOS, Fedora, Red Hat 等）。
2. kubectl 已安装并配置： Helm 需要与你的 Kubernetes 集群通信，因此你需要安装 kubectl 并将其配置为指向你的目标集群。你可以通过运行 kubectl cluster-info 来验证连接。
3. 访问 Kubernetes 集群： 你需要有权限在你配置的 Kubernetes 集群中部署资源。

安装方法：下载二进制版本（手动）

这种方法让你对安装过程有更多的控制，适用于不希望或无法执行远程脚本的环境。你需要从 Helm 的 GitHub Releases 页面下载预编译的二进制文件。

1. 访问 Releases 页面： 打开浏览器，访问 Helm 的官方 GitHub Releases 页面：https://github.com/helm/helm/releases

2. 选择版本： 找到你想要安装的 Helm 版本（通常选择最新的稳定版）。

3. 下载 Linux AMD64 包： 在该版本的 “Assets” 部分，找到名为 helm-vX.Y.Z-linux-amd64.tar.gz 的文件（将 X.Y.Z 替换为你选择的实际版本号）并下载。你可以在终端使用 wget 或 curl 下载：

   # ！！！请务必将 X.Y.Z 替换为你从 GitHub Releases 页面选择的实际版本号
   # 示例：使用 3.14.2 版本，请根据实际情况修改
   HELM_VERSION="3.14.2"
   wget https://get.helm.sh/helm-v${HELM_VERSION}-linux-amd64.tar.gz

4. 解压下载的文件：

   tar -zxvf helm-v${HELM_VERSION}-linux-amd64.tar.gz

   这会解压出一个名为 linux-amd64/ 的目录，其中包含 helm 可执行文件。

5. 将 Helm 二进制文件移动到 PATH 路径： 为了能在任何地方直接运行 helm 命令，需要将其可执行文件移动到一个包含在你的系统 PATH 环境变量中的目录。/usr/local/bin 是一个常用且推荐的位置。

   # 你可能需要使用 sudo 获取写入 /usr/local/bin 的权限
   sudo mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm

   解释:

   • mv linux-amd64/helm ...: 将解压出来的 helm 文件移动到目标位置。
   • /usr/local/bin/helm: 目标路径和文件名。大多数 Linux 系统默认将 /usr/local/bin 加入了 PATH。

6. 验证 PATH（可选）： 确认 /usr/local/bin 是否在你的 PATH 中。

   echo $PATH

   如果不在，你需要将其添加到你的 PATH (编辑 ~/.bashrc, ~/.zshrc 等，然后 source 它，或者选择 PATH 中已有的其他目录如 /usr/bin)。

7. 清理（可选）： 删除下载的压缩包和解压出的目录，保持环境整洁。

   rm helm-v${HELM_VERSION}-linux-amd64.tar.gz
   rm -rf linux-amd64/

验证安装

安装完成后，最后都需要验证 Helm 是否成功安装并且可以正常工作。在终端运行：

helm version

如果安装成功，你应该能看到类似以下的输出，显示客户端的版本信息：

version.BuildInfo{Version:"v3.14.2", GitCommit:"...", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.21.7"}
# 注意：这里的版本号应与你下载的版本一致

注意：Helm v3 不需要像 v2 那样在集群中安装 Tiller 服务端组件，它直接与 Kubernetes API 服务器交互，因此这里主要显示客户端版本信息。

管理 Helm 仓库：发现和获取 Charts

Helm Chart 存储在称为“仓库 (Repository)”的地方。你需要先添加仓库，然后才能从中搜索和安装 Charts。

1. 查看已配置的仓库列表

要查看当前系统中已经配置的所有 Helm 仓库，可以使用以下命令：

helm repo list

该命令会列出所有 Helm 仓库的名称及对应的地址。

2. 删除默认仓库（可选，加速国内访问）

Helm 默认仓库（如果存在，例如旧版的 ‘stable’）通常位于国外，访问速度较慢。若不需要，可以将其删除，防止更新超时：

# 如果存在名为 'stable' 的旧仓库，可以这样删除
# helm repo remove stable

注意：较新版本的 Helm 可能不再默认添加 ‘stable’ 仓库。请根据 helm repo list 的实际输出来决定是否需要删除。

3. 添加常用的 Helm 仓库

为了提升访问速度和稳定性，建议添加国内或速度较快的镜像仓库。以下是几个常用示例：

# 官方仓库（需要魔法）
helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable

# Bitnami 官方仓库（内容丰富，推荐）
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami

# Azure 中国区镜像仓库 (如果在中国区使用 Azure)
helm repo add azure http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts

你可以根据实际需求自定义仓库名称，并添加其他可靠的仓库源。

4. 更新仓库索引数据

添加或删除仓库后，务必运行以下命令来更新本地的仓库索引文件，获取最新的 Chart 信息：

helm repo update

这将从所有已配置的仓库下载最新的 index.yaml 文件。

Helm Chart 基础操作：搜索、安装与管理

配置好仓库后，就可以开始使用 Helm 来管理 Kubernetes 应用了。

1. 搜索 Chart

使用 helm search repo 命令在所有已添加并更新的仓库中搜索特定的 Chart：

# 搜索包含 "mysql" 关键字的 Chart
helm search repo mysql

# 搜索 bitnami 仓库中的 redis
helm search repo bitnami/redis

搜索结果会显示 Chart 名称、版本、描述等信息。

2. 下载 Chart 包到本地（可选）

如果希望先查看 Chart 的内容、进行修改或进行离线安装，可以使用 helm pull 命令将 Chart 下载到本地：

# 下载 bitnami/redis 的最新版本，并解压
helm pull bitnami/redis --untar

# 下载指定版本的 redis chart
# helm pull bitnami/redis --version <具体版本号> --untar

• --untar 参数会在下载后自动解压 Chart 包到一个同名目录。

3. 安装 Chart 到 Kubernetes 集群

使用 helm install 命令将 Chart 部署到你的 Kubernetes 集群中，创建一个 “Release”（Chart 的一个运行实例）：

# 示例：安装 bitnami/mysql，创建一个名为 my-db 的 Release
# 安装到 'database' 命名空间，如果该命名空间不存在则自动创建 (--create-namespace)
helm install my-db bitnami/mysql --namespace database --create-namespace

# 重要提示：
# 大多数 Chart 需要配置才能正确运行（例如数据库密码、服务类型等）。
# 查阅 Chart 文档非常重要！可以使用以下命令查看默认配置值：
# helm show values bitnami/mysql
#
# 可以通过 --set 参数在安装时覆盖默认值：
# helm install my-db bitnami/mysql --namespace database --create-namespace \
#   --set auth.rootPassword="your-strong-password" \
#   --set primary.service.type=LoadBalancer
#
# 或者，创建一个自定义的 values.yaml 文件，然后使用 -f 参数指定：
# helm install my-db bitnami/mysql -f my-mysql-values.yaml --namespace database --create-namespace

4. 查看已部署的 Release

使用 helm list (或 helm ls) 命令查看已部署的 Release：

# 查看指定命名空间下的 Release
helm list -n database

# 查看所有命名空间下的 Release
helm list -A

5. 卸载 Release

当不再需要某个应用实例时，使用 helm uninstall 命令将其卸载：

# 卸载名为 my-db 的 Release (位于 database 命名空间)
helm uninstall my-db -n database

Helm 会根据 Chart 定义，删除由该 Release 创建的所有 Kubernetes 资源。

总结

Helm 是 Kubernetes 生态中管理应用部署和生命周期的强大助手。通过本篇指南，我们从 Helm 的基本概念出发，学习了如何在 Linux 上手动安装 Helm 客户端，掌握了管理 Helm 仓库以获取 Chart 的方法，并实践了包括搜索、安装、查看和卸载 Chart 在内的核心操作。

熟练运用 Helm，可以让你更高效、更规范地管理日益复杂的 Kubernetes 应用。接下来，你可以进一步探索如何创建自己的 Helm Charts，或者深入了解 Helm 的模板语法、依赖管理、升级与回滚等高级功能。

希望这篇合并后的指南对你的 Kubernetes 之旅有所帮助！如果你在实践中遇到任何问题，或有使用心得，欢迎在评论区留言分享！