Kubernetes Charts资源包管理工具之Heml学习总结
<h2 id="实践环境">实践环境</h2><p>registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/kubernetes:v1.27.16</p>
<p>registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/helm:v3.8.2</p>
<h2 id="简介">简介</h2>
<p>Helm 是 <strong>Kubernetes 生态系统中最核心的包管理工具</strong>，被誉为“Kubernetes 的 apt/yum”，其设计目标是<strong>简化 Kubernetes 应用的部署、管理与分发</strong>，通过标准化的“包”格式（Chart）解决 Kubernetes 原生资源配置复杂、复用性差的痛点。</p>
<h3 id="一helm-的核心定位kubernetes-应用的包管理器">一、Helm 的核心定位：Kubernetes 应用的“包管理器”</h3>
<p>Helm 的本质是<strong>将 Kubernetes 应用的所有资源（Deployment、Service、ConfigMap、Secret 等）打包成一个可复用的“Chart”</strong>，并通过“Release”机制管理应用的生命周期（安装、升级、回滚、卸载）。其核心类比：</p>
<ul>
<li><strong>Chart</strong>：相当于 Linux 中的 <code>.deb</code>/<code>.rpm</code>包，或 Python 中的 <code>pip</code>包，包含应用运行所需的所有 Kubernetes 资源模板与默认配置；</li>
<li><strong>Release</strong>：相当于“安装后的应用实例”，每个 Chart 可在集群中安装多次，生成多个独立的 Release（如同一 MySQL Chart 可部署“开发库”与“测试库”两个 Release）；</li>
<li><strong>Repository</strong>：相当于“应用商店”，用于存储与共享 Chart（如公共的 Artifact Hub，或企业内部私有仓库）。</li>
</ul>
<h3 id="二helm-的核心概念解析"><strong>二、Helm 的核心概念解析</strong></h3>
<p>要理解 Helm 的工作方式，必须掌握以下四个核心概念：</p>
<h4 id="1-chart应用的蓝图">1. <strong>Chart：应用的“蓝图”</strong></h4>
<p>Chart 是 Helm 的<strong>打包格式</strong>，用于将 Kubernetes 应用的资源模板与配置封装为一个可复用的单元。其目录结构如下：</p>
<pre><code class="language-markdown">my-chart/
├── Chart.yaml # 必须：Chart 的元数据（名称、版本、描述、依赖等）
├── values.yaml # 必须：默认配置值（如副本数、镜像标签、资源限制）
├── templates/ # 必须：Kubernetes 资源模板（带 Go 模板语法，如 deployment.yaml、service.yaml）
├── charts/ # 可选：依赖的子 Chart（如应用依赖的数据库 Chart）
└── README.md # 可选：Chart 的说明文档
</code></pre>
<ul>
<li><strong>templates/</strong>：存放带模板语法的 Kubernetes 资源文件，通过 <code>values.yaml</code>中的值动态渲染（如 <code>{{ .Values.replicaCount }}</code>会被替换为实际的副本数）；</li>
<li><strong>values.yaml</strong>：提供模板的默认值，用户安装时可覆盖（如 <code>helm install --set replicaCount=3</code>）。</li>
</ul>
<h4 id="2-releasechart-的运行实例">2. <strong>Release：Chart 的“运行实例”</strong></h4>
<p>Release 是<strong>Chart 在 Kubernetes 集群中的具体运行实例</strong>。每执行一次 <code>helm install</code>，Helm 会根据 Chart 生成一个唯一的 Release（如 <code>my-nginx-release</code>），并记录其版本历史（通过 <code>helm history <release-name></code>查看）。Release 的核心特性：</p>
<ul>
<li><strong>唯一性</strong>：同一 Chart 可在同一集群中安装多次，每个 Release 有独立的名称与资源；</li>
<li><strong>版本管理</strong>：Helm 会记录每个 Release 的所有变更（如升级、回滚），支持一键回滚到任意历史版本（如 <code>helm rollback <release-name> 1</code>）。</li>
</ul>
<h4 id="3-repositorychart-的存储与共享中心">3. <strong>Repository：Chart 的“存储与共享中心”</strong></h4>
<p>Repository 是<strong>存储 Chart 的仓库</strong>，类似于 Docker Hub 或 PyPI。其核心作用是：</p>
<ul>
<li>
<p><strong>共享 Chart</strong>：公共 Repository（如 Artifact Hub）提供数千个现成的 Chart（如 Nginx、MySQL、Redis），用户可直接搜索并安装；</p>
</li>
<li>
<p><strong>私有部署</strong>：企业可搭建内部 Repository（如通过 Harbor 或 ChartMuseum），用于存储内部应用的 Chart，实现标准化分发。</p>
<p>Helm 支持添加多个 Repository（如 <code>helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami</code>），并通过 <code>helm repo update</code>同步最新 Chart 列表。</p>
</li>
</ul>
<h4 id="4-helm-client命令行工具">4. <strong>Helm Client：命令行工具</strong></h4>
<p>Helm Client 是<strong>用户与 Helm 交互的主要方式</strong>，通过命令行指令（如 <code>helm install</code>、<code>helm upgrade</code>、<code>helm rollback</code>）管理 Chart 与 Release。与 Kubernetes 原生的 <code>kubectl</code>不同，Helm Client 聚焦<strong>应用级别的管理</strong>（而非单个资源），例如：</p>
<ul>
<li><code>helm install my-nginx bitnami/nginx</code>：安装 Bitnami 提供的 Nginx Chart，生成名为 <code>my-nginx</code>的 Release；</li>
<li><code>helm upgrade my-nginx bitnami/nginx --set replicaCount=3</code>：升级 <code>my-nginx</code>的副本数为 3；</li>
<li><code>helm rollback my-nginx 1</code>：回滚 <code>my-nginx</code>到版本 1。</li>
</ul>
<h3 id="三helm-的核心价值解决-kubernetes-管理的痛点"><strong>三、Helm 的核心价值：解决 Kubernetes 管理的痛点</strong></h3>
<p>Kubernetes 原生部署应用需要编写大量 YAML 文件（如 Deployment、Service、ConfigMap），且需手动管理这些文件的版本、依赖与回滚，效率低且易出错。Helm 针对这些痛点提供了以下核心价值：</p>
<h4 id="1-简化部署流程">1. <strong>简化部署流程</strong></h4>
<p>通过 Chart 封装所有资源，用户只需执行一条命令（<code>helm install</code>）即可部署复杂应用（如包含前端、后端、数据库的微服务），无需手动创建多个 YAML 文件。</p>
<h4 id="2-标准化与复用">2. <strong>标准化与复用</strong></h4>
<p>Chart 将应用的资源配置标准化（如统一的目录结构、模板语法），企业可将内部应用的 Chart 存储在私有 Repository 中，实现跨部门复用（如“支付服务”Chart 可被多个业务线使用）。</p>
<h4 id="3-版本控制与回滚">3. <strong>版本控制与回滚</strong></h4>
<p>Helm 记录每个 Release 的所有变更（如升级时的配置修改），支持一键回滚到任意历史版本（如升级失败后回滚到稳定版本），降低生产环境的风险。</p>
<h4 id="4-依赖管理">4. <strong>依赖管理</strong></h4>
<p>Chart 可通过 <code>requirements.yaml</code>（Helm 2）或 <code>Chart.yaml</code>（Helm 3）声明依赖（如应用依赖 MySQL 数据库），Helm 会自动下载并安装依赖的 Chart，无需手动处理</p>
<h2 id="helm安装">Helm安装</h2>
<p>二进制安装</p>
<pre><code class="language-shell"># tar -zxvf helm-v4.0.0-linux-amd64.tar.gz
# mv linux-amd64/helm /usr/local/bin/helm
</code></pre>
<p>下载地址：https://github.com/helm/helm/releases</p>
<p>参考链接：https://helm.sh/docs/intro/install</p>
<p>镜像安装（基于sealos）</p>
<pre><code class="language-shell"># sealos run registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/helm:v3.8.2
</code></pre>
<p>说明：<strong>基于 OCI 镜像的安装方式</strong>，通过 Sealos 工具将预打包的 Helm v3.8.2 镜像部署到 Kubernetes 集群</p>
<h2 id="入门示例--nginx服务部署">入门示例--Nginx服务部署</h2>
<h3 id="chart资源包构造--极简版-bitnami-nginx-helm-chart">Chart资源包构造--极简版 Bitnami Nginx Helm Chart</h3>
<p>参考连接: https://github.com/bitnami/charts/tree/main/bitnami/nginx</p>
<h4 id="文件组织结构">文件组织结构</h4>
<pre><code class="language-markdown">my-minimal-nginx/
├── Chart.yaml # Chart 元数据
├── values.yaml # 可配置参数（Deployment/Service 核心配置）
└── templates/
├── deployment.yaml # Deployment 模板
└── service.yaml # Service 模板（暴露外部 IP）
</code></pre>
<h4 id="-1-chartyamlchart-元数据">📄 1. <code>Chart.yaml</code>（Chart 元数据）</h4>
<p>定义 Chart 名称、版本、描述等基础信息：</p>
<pre><code class="language-yaml">apiVersion: v2
name: my-minimal-nginx# Chart 名称（部署后资源会带此前缀）
description: A simplified Helm chart to deploy Nginx with NodePort
version: 0.1.0 # Chart 版本（语义化版本，便于迭代）
</code></pre>
<h4 id="-2-valuesyaml核心可配置参数">📄 2. <code>values.yaml</code>（核心可配置参数）</h4>
<p>存储 Deployment 和 Service 的<strong>默认配置</strong>（部署时可通过 <code>-f</code>覆盖）：</p>
<pre><code class="language-yaml">image:
repository: nginx # Nginx 镜像仓库（用 Docker Hub 官方镜像，简化依赖）
tag: latest # 镜像标签（版本）
replicaCount: 1 # Nginx Pod 副本数（高可用，可按需调整）
service:
type: NodePort # 服务类型改为 NodePort
port: 80 # Service 对外暴露的逻辑端口（集群内/外访问统一用 80）
targetPort: 80 # 转发到 Nginx Pod 的端口
nodePort: 30080 # （可选）指定节点上的端口，范围 30000-32767；不填则 K8s 自动分配
</code></pre>
<h4 id="-3-templatesdeploymentyamldeployment-模板">📄 3. <code>templates/deployment.yaml</code>（Deployment 模板）</h4>
<p>用 <strong>Go 模板语法</strong> 动态生成 Kubernetes Deployment YAML：</p>
<pre><code class="language-yaml">{{- /*
deployment.yaml：定义 Nginx Deployment 资源
模板逻辑：通过 {{ .Values.XXX }} 读取 values.yaml 配置，通过 {{ .Chart.XXX }}读取Chart.yaml配置，动态生成 YAML
- */ -}}
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: {{ .Release.Name }}-deployment# 资源名 = 发布名 + 固定后缀
labels:
app: {{ .Chart.Name }} # 标签：关联 Chart 名称（my-minimal-nginx）
spec:
replicas: {{ .Values.replicaCount }} # 副本数（从 values.yaml 读取）
selector:
matchLabels:
app: {{ .Chart.Name }} # Selector：匹配 Pod 标签（必须和 Pod 模板一致）
template:
metadata:
labels:
app: {{ .Chart.Name }} # Pod 标签（必须和 selector.matchLabels 一致）
spec:
containers:
- name: nginx-container # 容器名
image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"# 镜像地址（仓库 + 标签）
ports:
- containerPort: {{ .Values.service.targetPort }}# 容器暴露的端口（从 values.yaml 读取）
</code></pre>
<h4 id="-4-templatesserviceyamlservice-模板">📄 4. <code>templates/service.yaml</code>（Service 模板）</h4>
<p>用 Go 模板生成 Kubernetes Service YAML，实现<strong>外部 IP 暴露</strong>：</p>
<pre><code class="language-yaml">{{- /*
service.yaml：定义 Service 资源，支持 NodePort/LoadBalancer 暴露
- NodePort：通过节点 IP + nodePort 访问（如 192.168.88.139:30080）
- LoadBalancer：通过云厂商负载均衡器 IP 访问
- */ -}}
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: {{ .Release.Name }}-service # 服务名 = 发布名 + 固定后缀
labels:
app: {{ .Chart.Name }} # 标签：关联 Chart 名称
spec:
type: {{ .Values.service.type }} # 服务类型（从 values.yaml 读取：NodePort/LoadBalancer）
selector:
app: {{ .Chart.Name }} # 关联 Pod 标签（必须和 Deployment 模板的 labels 一致）
ports:
- protocol: TCP
port: {{ .Values.service.port }} # Service 逻辑端口（集群内访问用）
targetPort: {{ .Values.service.targetPort }}# 转发到 Pod 的端口
{{- if eq .Values.service.type "NodePort" }}# 仅 NodePort 类型时添加 nodePort 字段
nodePort: {{ .Values.service.nodePort }} # 节点上暴露的端口（范围 30000-32767，可选配置）
{{- end }}
</code></pre>
<h2 id="-部署--验证核心步骤">🔧 部署 & 验证（核心步骤）</h2>
<h4 id="1-部署到-kubernetes-集群">1. 部署到 Kubernetes 集群</h4>
<p>进入 <code>my-minimal-nginx</code>所在目录，执行 <code>helm install</code>：</p>
<pre><code class="language-bash"># helm install my-nginx ./my-minimal-nginx
NAME: my-nginx-release
LAST DEPLOYED: Sun Jan 18 22:44:32 2026
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
</code></pre>
<p><code>my-nginx</code>是<strong>本次部署的发布名</strong>（自定义，集群内唯一）。</p>
<h4 id="2-查看-service-状态确认-nodeport">2. 查看 Service 状态（确认 NodePort）</h4>
<p>部署完成后，执行以下命令查看 Service 状态（重点看 <code>EXTERNAL-IP</code>）：</p>
<pre><code class="language-bash"># kubectl get svc -A
NAMESPACE NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
default kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 35h
default my-nginx-service NodePort 10.96.2.4 <none> 80:30080/TCP 57s
kube-system hubble-peer ClusterIP 10.96.2.226 <none> 443/TCP 35h
kube-system kube-dns ClusterIP 10.96.0.10 <none> 53/UDP,53/TCP,9153/TCP 35h
# kubectl get svc my-nginx-service
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
my-nginx-service NodePort 10.96.0.178 <none> 80:30080/TCP 3m47s
</code></pre>
<h4 id="3-查看pod状态">3. 查看pod状态</h4>
<pre><code class="language-shell"># kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
my-nginx-deployment-ff65df8fb-j6ct7 1/1 Running 0 2m25s 10.0.1.54 192-168-88-140 <none> <none>
</code></pre>
<h4 id="4-访问验证">4. 访问验证</h4>
<p>!(images/k8s Charts资源包管理工具之Heml学习总结/image-20260118234921918.png)</p>
<h2 id="helm核心命令">Helm核心命令</h2>
<h3 id="1-添加-chart-仓库">1. 添加 Chart 仓库</h3>
<pre><code class="language-bash"># 添加官方仓库（推荐 Bitnami）
# helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
"bitnami" has been added to your repositories
# 更新仓库索引
# helm repo update
Hang tight while we grab the latest from your chart repositories...
...Successfully got an update from the "bitnami" chart repository
Update Complete. ⎈Happy Helming!⎈
</code></pre>
<h3 id="2-搜索-chart">2. 搜索 Chart</h3>
<pre><code class="language-bash"># 搜索 Nginx Chart
# helm search repo nginx
NAME CHART VERSION APP VERSION DESCRIPTION
bitnami/nginx 22.4.3 1.29.4 NGINX Open Source is a web server that can be a...
bitnami/nginx-ingress-controller 12.0.7 1.13.1 NGINX Ingress Controller is an Ingress controll...
bitnami/nginx-intel 2.1.15 0.4.9 DEPRECATED NGINX Open Source for Intel is a lig...
</code></pre>
<h3 id="3-安装-chart">3. 安装 Chart</h3>
<pre><code class="language-bash"># 基础安装（使用默认配置）
helm install my-nginx bitnami/nginx
# 自定义配置（通过 values.yaml 覆盖默认值）
helm install my-nginx bitnami/nginx -f values.yaml
# 安装时指定名称空间--指定安装到哪个名称空间
# helm install my-nginx-release ./my-minimal-nginx -n base_app
# helm install my-nginx-release ./my-minimal-nginx --namespace base_app
# 安装本地自定义Chart
# helm install my-nginx-release ./my-minimal-nginx
NAME: my-nginx-release
LAST DEPLOYED: Sun Jan 18 22:44:32 2026
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
</code></pre>
<p>说明：有时候执行卸载命令，再次安装时会报错：</p>
<pre><code>Error: INSTALLATION FAILED: cannot re-use a name that is still in use
</code></pre>
<p>此时执行<code>helm list -n <命名空间></code> 看不到对应名称的发布。</p>
<p>解决方法：</p>
<pre><code class="language-bash"># 查找残留的 Secret（Helm 3 默认存储方式）
kubectl get secrets -n <命名空间> | grep "sh.helm.release.v1.your-custom-release-name"
# 删除残留 Secret
kubectl delete secret sh.helm.release.v1.your-custom-release-name.v1 -n <命名空间>
</code></pre>
<h3 id="4-查看已部署的-release">4. 查看已部署的 Release</h3>
<pre><code class="language-bash">#列出所有 Release
# helm list
NAME NAMESPACE REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION
my-nginx default 3 2026-01-18 23:54:01.031035787 +0800 CST deployed my-minimal-nginx-0.1.0
#查看 Release 详情
# helm status my-nginx
NAME: my-nginx
LAST DEPLOYED: Sun Jan 18 23:54:01 2026
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 3
TEST SUITE: None
</code></pre>
<h3 id="5-升级-release">5. 升级 Release</h3>
<pre><code class="language-bash"># 修改 values.yaml 后升级
helm upgrade my-nginx bitnami/nginx -f values.yaml
# 修改本地自定义Chart后升级
# helm upgrade my-nginx-release ./my-minimal-nginx
Release "my-nginx-release" has been upgraded. Happy Helming!
NAME: my-nginx-release
LAST DEPLOYED: Sun Jan 18 22:58:51 2026
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 2
TEST SUITE: None
</code></pre>
<h3 id="6-回滚-release">6. 回滚 Release</h3>
<pre><code class="language-bash"># 查看 Release 历史版本
helm history my-nginx
# 回滚到指定版本（如 revision 2）
helm rollback my-nginx 2
</code></pre>
<h3 id="7-卸载-release">7. 卸载 Release</h3>
<pre><code class="language-bash"># helm uninstall my-nginx
release "my-nginx" uninstalled
</code></pre>
<p>注意：如果Release不在默认名称空间下，则需要显示指定，如下：</p>
<pre><code class="language-shell">helm uninstall my-nginx -n your_space_name
</code></pre>
</div>
<div id="MySignature" role="contentinfo">
<div id="AllanboltSignature">
<p id="PSignature" style="border: #330066 1px dashed; padding: 5px 10px; font-family: 微软雅黑; font-size: 11px">
<span style="margin-left: 5px; font-weight: bold">作者：授客</span>
<br>
<span style="margin-left: 5px; font-weight: bold">微信/QQ：1033553122
<br>
<span style="margin-left: 5px; font-weight: bold">全国软件测试QQ交流群：7156436</span></span>
<br>
<span style="margin-left: 5px; font-weight: bold">Git地址：https://gitee.com/ishouke</span>
<br>
<span style="margin-left: 5px; font-weight: bold">友情提示：<span>限于时间仓促，文中可能存在错误，欢迎指正、评论！</span>
<br>
<span><span style="margin-left: 5px; font-weight: bold; color: red">作者五行缺钱，如果觉得文章对您有帮助，请扫描下边的二维码打赏作者，金额随意</span>，您的支持将是我继续创作的源动力，<span style="margin-left: 10px; font-weight: bold; color: red">打赏后如有任何疑问，请联系我!!!</span></span>
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</span></span></p>
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来源：https://www.cnblogs.com/shouke/p/19561762
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