K8S之Helm

Helm：Kubernetes的包管理器详解

最新推荐文章于 2025-04-01 23:36:58 发布

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Helm是什么？
Helm解决的痛点是？
Helm组件
Helm工作流程
Chart

Helm是什么？

Helm 是 Kubernetes 的包管理器，能快速查找、下载和安装软件包。
Helm 由客户端组件 helm 和服务端组件 Tiller 组成，能够将一组K8S资源打包统一管理，是查找、共享和使用为Kubernetes构建的软件的最佳方式。

Helm解决的痛点是？

在 Kubernetes中部署一个可以使用的应用，需要涉及到很多的 Kubernetes 资源的共同协作。
比如你安装一个 WordPress 博客，用到了一些 Kubernetes (下面全部简称k8s)的一些资源对象，包括 Deployment 用于部署应用、Service 提供服务发现、Secret 配置 WordPress 的用户名和密码，可能还需要 pv 和 pvc 来提供持久化服务。并且 WordPress 数据是存储在mariadb里面的，所以需要 mariadb 启动就绪后才能启动 WordPress。
这些 k8s 资源过于分散，往往需要操作多个服务资源对象，且资源对象相互依赖，不方便进行管理，直接通过 kubectl 来管理一个应用十分困难。

在 k8s 中部署一个应用，通常面临以下几个问题：

如何统一管理、配置和更新这些分散的 k8s 的应用资源文件
如何分发和复用一套应用模板
如何将应用的一系列资源当做一个软件包管理

Helm组件

Helm 包含两个组件，分别是 helm 客户端和 Tiller 服务器：

helm 是一个命令行工具，用于本地开发及管理chart，chart仓库管理等
Tiller 是 Helm 的服务端。Tiller 负责接收 Helm 的请求，与 k8s 的 apiserver 交互，根据chart 来生成一个 release 并管理 release
chart Helm的打包格式叫做chart，所谓chart就是一系列文件, 它描述了一组相关的 k8s 集群资源
release 使用 helm install 命令在 Kubernetes 集群中部署的 Chart 称为 Release
Repoistory Helm chart 的仓库，Helm 客户端通过 HTTP 协议来访问存储库中 chart 的索引文件和压缩包

Helm工作流程

读取 Chart 和 Values

读取 Chart：Helm 会读取指定的 Chart 包，包括Chart.yaml、values.yaml文件以及templates/目录下的模板文件。
合并 Values：Helm 会将values.yaml文件中的默认值与用户通过--set参数或-f参数提供的自定义值合并，形成最终的配置值。

渲染模板

模板渲染：Helm 使用 Go 模板引擎将templates/目录下的模板文件（如deployment.yaml）渲染成最终的 Kubernetes 资源清单文件。
替换占位符：在渲染过程中，模板中的占位符（如{{ .Values.image.tag }}）会被替换为实际的值。
生成资源清单：最终生成的资源清单文件是一个完整的 Kubernetes 资源定义，例如 Deployment、Service 等。

进行检查

渲染资源清单：Helm 首先根据新的 Chart 和 Values 渲染出新的资源清单文件。
获取当前状态：Helm 从 Kubernetes 集群中获取已部署的资源的当前状态。
比较差异：
- deployment 或者 ds 有变化，更新，没变化，不更新。
- helm 无法检查configmap里面的字段，所以更新了configmap的模板，需要手动操作？？是这样的吗？不确定。
- 有一种猜想：configmap，deployment，sql，等等是并列的，都检查，哪个有变更就变更哪个。

执行更新

应用资源清单：Helm 将渲染后的资源清单文件发送到 Kubernetes API 服务器，请求更新集群中的资源。
Kubernetes 处理更新：Kubernetes API 服务器接收到资源清单后，会根据资源的类型和内容进行相应的更新操作。对于 Deployment，这可能包括创建新的 Pod 副本、逐步替换旧的 Pod 副本等。

Chart

chart说白了就是一系列文件，在经过各种组织和渲染后得到几个模板文件，例如ds或者deploy，secret，configmap等多个对象，然后将这些在集群中进行部署，达到一下更新很多组件的效果。
Helm的打包格式叫做chart，所谓chart就是一系列文件, 它描述了一组相关的 k8s 集群资源。Chart中的文件安装特定的目录结构组织, 简单的chart 目录如下所示：

.
├── Chart.yaml
├── files
│   ├── 1.tpl
│   └── 1.yaml
├── templates
│   ├── config
│   │   ├── config.yaml
│   │   └── images.yaml
│   ├── configmap.yaml
│   ├── deployment.yaml
│   ├── _helpers.tpl
│   ├── ingress.yaml
│   ├── role.yaml
│   ├── secert.yaml
│   ├── service.yaml
│   └── sql
│       ├── 00-1.sql
│       └── 01-2.sql
└── values.yaml

Chart.yaml中放的是chart包的大体信息。
values.yaml中放的是各种必要的默认“值”，用于存储 templates 目录中模板文件中用到变量的值。这些值可以在更新的时候被覆盖（因为chart包是自动打的，可能有些值和期望的不符）
configmap.yaml这个文件很关键，里面用于动态生成 Kubernetes ConfigMap 资源，这个文件引用了files和templates中的文件生成config资源，并且写了数据库初始化的脚本。
files中一般都是些静态文件。
templates：模板，顾名思义，存放应用一系列 k8s 资源的 yaml 模板
- 就是更新这个组件时使用的yaml文件，一般时通过ds或者deployment渲染出来的。
- _helpers.tpl 此文件中定义一些可重用的模板片断，此文件中的定义在任何资源定义模板中可用。
- 这里面可以添加其他各种各样的模板，但是 根据业务的需求 去添加，我们最需要就是deployment.yaml。
- sql里面，就是数据库初始化的内容。