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Kubernetes包管理利器：Helm核心功能与架构解析指南

news 2025/11/5 8:46:57

文章目录

前言
1、Helm用途
- Helm具有如下功能：
- 使用Helm可以完成以下事情：
2、Helm组件及相关术语
- 包管理工具:
- 命令介绍
3、组件架构
- helm客户端
- tiller服务端
4、工作原理
- Chart Install 过程：
- Chart Update过程：
- Chart Rollback
- Chart处理依赖

#作者：程宏斌

前言

helm是基于kubernetes 的包管理器。它之于 kubernetes 就如 yum 之于 centos，pip 之于 python，npm 之于 javascript
那 helm 的引入对于管理集群有哪些帮助呢？
更方便地部署基础设施，如 gitlab，postgres，prometheus，grafana 等

更方便地部署自己的应用，为公司内部的项目配置 Chart，使用 helm 结合 CI，在 k8s 中部署应用一行命令般简单

1、Helm用途

Helm把Kubernetes资源(比如deployments、services或 ingress等) 打包到一个chart中，而chart被保存到chart仓库。通过chart仓库可用来存储和分享chart。Helm使发布可配置，支持发布应用配置的版本管理，简化了Kubernetes部署应用的版本控制、打包、发布、删除、更新等操作。
做为Kubernetes的一个包管理工具，用来管理charts——预先配置好的安装包资源，有点类似于Ubuntu的APT和CentOS中的yum。

Helm具有如下功能：

创建新的chart
chart打包成tgz格式
上传chart到chart仓库或从仓库中下载chart
在Kubernetes集群中安装或卸载chart
管理用Helm安装的chart的发布周期

使用Helm可以完成以下事情：

管理Kubernetes manifest files
管理Helm安装包charts
基于chart的Kubernetes应用分发

2、Helm组件及相关术语

开始接触Helm时遇到的一个常见问题就是Helm中的一些概念和术语非常让人迷惑，我开始学习Helm就遇到这个问题。
因此我们先了解一下Helm的这些相关概念和术语。

包管理工具:

Helm: Kubernetes的应用打包工具，也是命令行工具的名称。
Helm CLI：是 Helm 客户端，可以在本地执行
Tiller: Helm的服务端，部署在Kubernetes集群中，用于处理Helm的相关命令。
helm的作用：像centos7中的yum命令一样，管理软件包，只不过helm这儿管理的是在k8s上安装的各种容器。
tiller的作用：像centos7的软件仓库一样，简单说类似于/etc/yum.repos.d目录下的xxx.repo。
Repoistory: Helm的软件仓库，repository本质上是一个web服务器，该服务器保存了chart软件包以供下载，并有提供一个该repository的chart包的清单文件以供查询。在使用时，Helm可以对接多个不同的Repository。
Charts：是一个Helm的程序包，它包含了运行一个kubernetes应用程序所需要的镜像、依赖关系和资源定义等。
Release：应用程序运行Charts之后，得到的一个实例。

需要特别注意的是， Helm中提到的Release和我们通常概念中的版本有所不同，这里的Release可以理解为Helm使用Chart包部署的一个应用实例。
其实Helm中的Release叫做Deployment更合适。估计因为Deployment这个概念已经被Kubernetes使用了，因此Helm才采用了Release这个术语。

命令介绍

[root@master ~]# helm search
//查看可用的Charts包
[root@master ~]# helm inspect  stable/redis
//查看stable/redis包的详细信息
[root@master mysql]# helm fetch stable/mysql
//直接下载stable/mysql的chart包
[root@master ~]# helm install stable/redis -n redis --dry-run 
//基于stable/redis包运行一个名为redis的服务（把--dry-run去掉之后相当于安装了一个服务）
[root@master ~]# helm list
//查看安装的服务
[root@master ~]# helm delete redis
//删除这个服务
[root@master mysql]# helm upgrade --set imageTag=5.7.15 xgp-mysql stable/mysql -f values.yaml 
//mysql服务的升级
[root@master mysql]#  helm history xgp-mysql
//查看历史版本
[root@master mysql]# helm rollback xgp-mysql 1  
//回滚到版本一

completion  # 为指定的shell生成自动完成脚本（bash或zsh）
create      # 创建一个具有给定名称的新 chart
delete      # 从 Kubernetes 删除指定名称的 release
dependency  # 管理 chart 的依赖关系
fetch       # 从存储库下载 chart 并（可选）将其解压缩到本地目录中
get         # 下载一个命名 release
help        # 列出所有帮助信息
history     # 获取 release 历史
home        # 显示 HELM_HOME 的位置
init        # 在客户端和服务器上初始化Helm
inspect     # 检查 chart 详细信息
install     # 安装 chart 存档
lint        # 对 chart 进行语法检查
list        # releases 列表
package     # 将 chart 目录打包成 chart 档案
plugin      # 添加列表或删除 helm 插件
repo        # 添加列表删除更新和索引 chart 存储库
reset       # 从集群中卸载 Tiller
rollback    # 将版本回滚到以前的版本
search      # 在 chart 存储库中搜索关键字
serve       # 启动本地http网络服务器
status      # 显示指定 release 的状态
template    # 本地渲染模板
test        # 测试一个 release
upgrade     # 升级一个 release
verify      # 验证给定路径上的 chart 是否已签名且有效
version     # 打印客户端/服务器版本信息
dep         # 分析 Chart 并下载依赖

3、组件架构

在这里插入图片描述

Helm Client 是用户命令行工具，其主要负责如下：

本地 chart 开发
仓库管理
与 Tiller sever 交互
发送预安装的 chart
查询 release 信息
要求升级或卸载已存在的 release

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：

监听来自 Helm client 的请求
通过 chart 及其配置构建一次发布
安装 chart 到Kubernetes集群，并跟踪随后的发布
通过与Kubernetes交互升级或卸载 chart

简单的说，client 管理 charts，而 server 管理发布 release

helm客户端

helm客户端是一个命令行工具，负责管理charts、reprepository和release。它通过gPRC API（使用kubectl port-forward将tiller的端口映射到本地，然后再通过映射后的端口跟tiller通信）向tiller发送请求，并由tiller来管理对应的Kubernetes资源。

tiller服务端

tiller接收来自helm客户端的请求，并把相关资源的操作发送到Kubernetes，负责管理（安装、查询、升级或删除等）和跟踪Kubernetes资源。为了方便管理，tiller把release的相关信息保存在kubernetes的ConfigMap中。 tiller对外暴露gRPC API，供helm客户端调用。