Table of Contents

1. 概述

1.1. 什么是helm

Helm is the package manager for Kubernetes.

Helm is a tool for managing Charts.
Charts are packages of pre-configured Kubernetes resources.

Helm 是 Kubernetes的包管理工具.

Helm致力于成为k8s集群的应用包管理工具，希望像linux 系统的RPM DPKG那样成功；确实在k8s上部署复杂一点的应用很麻烦，需要管理很多yaml文件（configmap,controller,service,rbac,pv,pvc等等），而helm能够整齐管理这些文档：版本控制，参数化安装，方便的打包与分享等。

建议积累一定k8s经验以后再去使用helm；对于初学者来说手工去配置那些yaml文件对于快速学习k8s的设计理念和运行原理非常有帮助，而不是直接去使用helm，面对又一层封装与复杂度。

helm 是一个命令行工具，可在本地运行¹

1.2. 解决的痛点

默认的部署Kubernetes对象的方法是使用 kubectl 命令结合 yaml 文件。但是特别麻烦

Helm是为了方便配置和部署、升级和回滚应用，尤其是多个Service组合创建的一个大型应用，比如网站。

例如：部署一个容器集合pod 运行 nginx程序并发布称为service：

Deployment :

apiVersion: apps/v1beta2 # for versions before 1.8.0 use apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 2 # tells deployment to run 2 pods matching the template
  template: # create pods using pod definition in this template
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80

Service :

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service
spec:
  ports:
  - port: 8000 
    targetPort: 80
    protocol: TCP
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: nginx

问题

更新程序的时候的时候更新不同的 yaml 文件。

痛点回顾：没有Helm之前，我们在Kubernetes上部署一个稍微复杂点的应用：比如由Web UI项目和API项目、甚至还包含Mysql数据库组成的一个网站，我们需要

先创建API项目的K8s deployment，这部可能需要设定一系列环境变量
接着为了对外暴露服务创建K8s service，记住服务端口号和地址。
准备Web项目，指定API地址和其他相应环境变量，创建Web项目的K8s deployment
对外暴露服务创建Web项目的K8s service
每次都需要操作这么多步骤才能Run起一个网站，想想好麻烦，有木有更好的方式，把这些步骤都组合起来一次执行完，而执行者不用关注各服务是如何连接和配置的？

Docker镜像是把一个单纯的App和它的安装环境整合在一起。

Kubertnetes管理Docker容器的生成和毁灭，保证Docker容器对应App的高可用（监控、自动创建）和易维护（部署和对外暴露、动态扩容、启动停止删除等）。

Helm是为了方便配置和部署、升级和回滚应用，尤其是多个Service组合创建的一个大型应用，比如网站。

Helm 通过创建和使用模板解决这个痛点
让K8s的清单（Deployment, Service等)可配置，能动态生成
Helm能够实现可配置的发布是通过模板加配置文件，动态生成K8s资源清单文件来完成的（deployment.yaml， service.yaml）。
按照动态生成的清单，调用Kubectl自动执行K8s资源部署
dfsdk

1.3. Helm 基本概念

Helm 本质是个C/S 机制的包管理程序，分为客户端和服务端两部分

1.3.1. Helm client

Helm client采用go语言编写，采用gRPC协议与远程servers交互。

1.3.2. Helm server

Tiller server 也同样采用go语言编写，提供了gRPC server与client进行交互，利用Kubernetes client 库与Kubernetes进行通信，当前库使用了REST+JSON格式。

Tiller server 没有自己的数据库，目前使用Kubernetes的ConfigMaps存储相关信息

说明：配置文件尽可能使用YAM格式

做为Kubernetes的一个包管理工具，Helm具有如下功能：
1. 创建新的chart
2. chart打包成tgz格式
3. 上传chart到chart仓库或从仓库中下载chart
4. 在Kubernetes集群中安装或卸载chart
5. 管理用Helm安装的chart的发布周期

Helm有三个重要概念：
1. chart：包含了创建Kubernetes的一个应用实例的必要信息
2. config：包含了应用发布配置信息
3. release：是一个chart及其配置的一个运行实例

1.3.3. Chart

Helm里面的资源包成为 Chart.
一个经典的 Chart文件目类结构如下:

.
├── Chart.yaml
├── README.md
├── templates
│   ├── NOTES.txt
│   ├── _helpers.tpl
│   ├── deployment.yaml
│   ├── pvc.yaml
│   ├── secrets.yaml
│   └── svc.yaml
└── values.yaml

用户既可以创建、上传、安装自己的Chart 资源包，也可以从
https://github.com/kubernetes/charts/tree/master/stable寻找官方的Chart 资源包（像 Wordpress, GitLab, Apache 等项目都有）

1.3.4. Tiller（Helm 2）

Tiller Server 是一个部署在Kubernetes集群内部的server，其与Helm client、Kubernetes API server进行交互。

Tiller server主要负责如下：
1. 监听来自Helm client的请求
2. 通过chart及其配置构建一次发布
3. 安装chart到Kubernetes集群，并跟踪随后的发布
4. 通过与Kubernetes交互升级或卸载chart

Helm 2 是 C/S 架构，主要分为客户端 helm 和服务端 Tiller。

Helm 3 则只有 helm 的存在了。在 Helm 3 中移除了 Tiller, 版本相关的数据直接存储在了 Kubernetes 中。

1.3.5. 连接 Tiller服务

# init 命令就是安装Tiller 服务
helm init
helm init --upgrade -i registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/tiller:v2.6.2 --stable-repo-url https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/chart

1.3.5.1. 对于一个 RBAC-enabled 集群

将一个1. 服务用户和2.角色绑定到你集群上的 Tiller service
Create a service account(服务账户)
创建名为 helm-rbac.yaml的文件:

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: tiller
  namespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: tiller
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: tiller
    namespace: kube-system

# 执行
kubectl apply -f helm-rbac.yaml

2. 安装

二进制包下载
1. 从github 上下载相应的releases 包
https://github.com/helm/helm/releases

解压后拷贝到 /usr/local/bin

curl -o helm-linux-amd64.tar.gz http://mirror.azure.cn/kubernetes/helm/helm-dev-v3-linux-amd64.tar.gz


mkdir ~/helm-linux-amd64
tar -xvf helm-linux-amd64.tar.gz -C ~/helm-linux-amd64
cp ~/helm-linux-amd64/linux-amd64/helm /usr/local/bin/

snap下载

sudo snap install helm --classic

检查安装完成

helm version
>>>
version.BuildInfo{Version:"v3.0.0", GitCommit:"e29ce2a54e96cd02ccfce88bee4f58bb6e2a28b6", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.13.4"}
# 3.0.0 版本

3. 基础用法

3.1. 创建自定义Chart

# 创建自定义chart
helm create <chart-name>
# 在当前目类下查看
tree -l
>>>
<chart-name>
├── Chart.yaml
├── templates
│   ├── NOTES.txt
│   ├── _helpers.tpl
│   ├── deployment.yaml
│   ├── ingress.yaml
│   └── service.yaml
└── values.yaml
````



## 3.2. 仓库管理
```shell
# 仓库添加
helm repo add [NAME] [URL]
helm repo add stable https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com/
helm repo add incubator https://aliacs-app-catalog.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts-incubator/

# 查看仓库列表
helm repo list
>>>
NAME            URL
stable          https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com/
incubator       https://aliacs-app-catalog.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/charts-incubator/

# 寻找仓库内的所有charts
helm search repo <repo-name>

# 寻找所有仓库内指定chart
helm search  <chart-name>

# 查看 chart 信息
helm inspect  <repo-name>/<chart-name>

# 更新仓库的charts列表
helm repo update

3.3. charts 资源包管理

#安装charts 资源包
helm install <new-release-obj-name> <repo-name/charts-name> 

## 安装示例
helm install my-nginx-ingres stable/nginx-ingress

# 查看已安装的chart包
helm list
>>>
NAME                    NAMESPACE       REVISION        UPDATED                                 STATUS     CHART                                                                                             APP VERSION        
my-nginx-ingress        default         1               2019-12-23 16:26:06.932938071 +0800 CST deployed   nginx-ingress-1.27.0                                                                              0.26.1

# 卸载 charts
helm uninstall <new-release-obj-name>
## 示例
helm uninstall my-nginx-ingress

# 升级 charts
helm upgrade <YOUR-HELM-RELEASE-NAME> <repo-name>/<charts-name> --version=v0.6 -f config.yaml

对于helm install 的执行顺序发现是按照
1. configmap.yaml,
2. pv.yaml,
3. pvc.yaml,
4. deployment.yaml,
5. service.yaml,
6. ingress.yaml

的有依赖关系进行执行的，没有找到有控制和文件名的限制应该是用 kind 来做依赖分析的。

4. 国内镜像

Helm的安装文件镜像

Helm: http://mirror.azure.cn/kubernetes/helm/

Helm的Charts 资源镜像

Stable Charts: http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/

Incubator Charts: http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts-incubator/

添加镜像示例：

helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
helm repo add incubator http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts-incubator/rep

5. 参考资料

https://v2.helm.sh/docs/helm/