官网文档：

https://docs.rancher.cn/docs/rancher2/helm-charts/_index

https://docs.k3s.io/zh/helm

1 Helm

Helm 是 Kubernetes 的包管理工具！

Helm 是 Kubernetes 的包管理工具。Helm Chart 为 Kubernetes YAML 清单文件提供了模板化语法，，类似于 Ubuntu 的 APT 和 CentOS 中的 YUM。可以通过 Helm 安装对应的chart。更多请参考：Helm 快速入门

Helm使用chart 来封装kubernetes应用的 YAML 文件，我们只需要设置自己的参数，就可以实现自动化的快速部署应用。

charts：图表 发布 charts 类似于 docker发布镜像。Helm 是查找、分享和使用软件构建 Kubernetes 的最优方式。

Rancher 提供了基于Helm 的应用商店的功能，该功能使部署和管理相同的应用变得更加容易。

• 应用商店可以是GitHub代码库或Helm Chart库，其中包含了可部署的应用。应用打包在称为Helm Chart的对象中。
• HeIm Charts 是描述一组相关Kubemetes资源的文件的集合。单个Chart可能用于部署简单的内容（例如Mencached Pod)或复杂的内容（例如带有HTTP服务，数据库，缓存等的完整的Web应用）。

Rancher改进了Helm应用商店和Chart。所有原生Helm Chart.都可以在Rancher 中使用，但是Rancher添加了一些增强功能以改善用户体验。

K3s 不需要任何特殊的配置就可以使用 Helm 命令行工具。只要确保你已经按照集群访问一节正确设置了你的 kubeconfig。 K3s 通过 rancher/helm-release CRD 使传统的 Kubernetes 资源清单和 Helm Charts 部署更加容易。

# 不指定K3S_KUBECONFIG_OUTPUT环境变量
$ curl -sfL https://rancher-mirror.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | \INSTALL_K3S_MIRROR=cn \INSTALL_K3S_EXEC="--docker" \INSTALL_K3S_VERSION="v1.21.14+k3s1" \sh -$ kubectl get nodes
NAME   STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
k3s1   Ready    control-plane,master   14s   v1.21.14+k3s1
# 会提示找不到kubeconfig的文件
$ helm ls
Error: Kubernetes cluster unreachable: Get "https://127.0.0.1:6443/version": x509: certificate signed by unknown authority# 需要将手动创建~/.kube/config文件
$ mkdir -pv ~/.kube && cp /etc/rancher/k3s/k3s.yaml ~/.kube/config
$ helm ls
NAME    NAMESPACE       REVISION        UPDATED STATUS  CHART   APP VERSION
# 指定环境变量
$ curl -sfL https://rancher-mirror.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | \INSTALL_K3S_MIRROR=cn \INSTALL_K3S_EXEC="--docker" \K3S_KUBECONFIG_OUTPUT=/root/.kube/config \INSTALL_K3S_VERSION="v1.21.14+k3s1" \K3S_TOKEN="rancher" sh -$ kubectl get nodes
NAME   STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
k3s1   Ready    control-plane,master   14s   v1.21.14+k3s1# 可以直接使用helm命令
$ helm ls
NAME    NAMESPACE       REVISION        UPDATED STATUS  CHART   APP VERSION

1.1 自动部署 Helm charts

在/var/lib/rancher/k3s/server/manifests中找到的任何 Kubernetes 清单将以类似kubectl apply的方式自动部署到 K3s。以这种方式部署的 manifests 是作为 AddOn 自定义资源来管理的，可以通过运行kubectl get addon -A来查看。你会发现打包组件的 AddOns，如 CoreDNS、Local-Storage、Traefik 等。AddOns 是由部署控制器自动创建的，并根据它们在 manifests 目录下的文件名命名。

也可以将 Helm Chart 作为 AddOns 部署。K3s 包括一个 Helm Controller，它使用 HelmChart Custom Resource Definition(CRD)管理 Helm Chart。

# K3s会监听该目录下的资源
$ ls /var/lib/rancher/k3s/server/manifests/
ccm.yaml  coredns.yaml  local-storage.yaml  metrics-server  rolebindings.yaml  traefik.yaml
# Yaml文件中使用的资源对象均是Kubernetes常见的资源对象$ cat /var/lib/rancher/k3s/server/manifests/traefik.yaml
apiVersion: helm.cattle.io/v1
# 可以在K3s集群中部署HelmChart的资源对象应用
kind: HelmChart
metadata:name: traefik-crdnamespace: kube-system
spec:# KUBERNETES_API 就是6443的URLchart: https://%{KUBERNETES_API}%/static/charts/traefik-crd-10.14.100.tgz
---
apiVersion: helm.cattle.io/v1
kind: HelmChart
metadata:name: traefiknamespace: kube-system
spec:chart: https://%{KUBERNETES_API}%/static/charts/traefik-10.14.100.tgz# set 和 valuesContent 用来修改Chart的默认值# set 修改Chart的默认值的优先级要高，所以 set 修改的值是会生效的set:global.systemDefaultRegistry: ""valuesContent: |-rbac:enabled: trueports:websecure:tls:enabled: truepodAnnotations:prometheus.io/port: "8082"prometheus.io/scrape: "true"providers:kubernetesIngress:publishedService:enabled: truepriorityClassName: "system-cluster-critical"image:name: "rancher/mirrored-library-traefik"tag: "2.6.1"tolerations:- key: "CriticalAddonsOnly"operator: "Exists"- key: "node-role.kubernetes.io/control-plane"operator: "Exists"effect: "NoSchedule"- key: "node-role.kubernetes.io/master"operator: "Exists"effect: "NoSchedule"# 查看Charts的源文件(适用于离线环境)
$ ls /var/lib/rancher/k3s/server/static/charts/
traefik-10.14.100.tgz  traefik-crd-10.14.100.tgz# 查看Charts创建的资源
$ kubectl get pod -A | grep helm-install-traefik
kube-system   helm-install-traefik-crd-cvgdn            0/1     Completed   0          3m4s
kube-system   helm-install-traefik-dzgp4                0/1     Completed   2          3m4s

总结：就是可以自定义一个Yaml文件，资源类型是HelmChart，放到/var/lib/rancher/k3s/server/manifests/中，当启动K3s集群的时候，会自动将Yaml配置的HelmChart里面的Charts部署到K3s集群中。

# 查看运行AddOn资源
$ kubectl get addon -A# 也可以将Helm-Chart作为AddOns部署
https://github.com/rancher/helm-controller/

1.2 使用 Helm CRD

HelmChart CRD 捕获了大多数你通常会传递给helm命令行工具的选项。下面是一个例子，说明如何从默认的 Chart 资源库中部署 Grafana，覆盖一些默认的 Chart 值。请注意，HelmChart 资源本身在 kube-system 命名空间，但 Chart 资源将被部署到 monitoring 命名空间。

GtiHub Reference：https://github.com/grafana/helm-charts

# grafana-helmchart.yaml
apiVersion: helm.cattle.io/v1
kind: HelmChart
metadata:# name 需要在后续修改 Chart 配置文件的时候需要使用name: grafana# HelmChart 部署到的命名空间namespace: kube-system
spec:chart: stable/grafana# chart 部署到命名空间targetNamespace: monitoring# set 和 valuesContent 用来修改Chart的默认值set:adminPassword: "NotVerySafePassword"valuesContent: |-image:tag: masterenv:GF_EXPLORE_ENABLED: trueadminUser: adminsidecar:datasources:enabled: true
# 提前创建一个命名空间
$ kubectl create namespace monitoring$ kubectl create -f grafana-helmchart.yaml
helmchart.helm.cattle.io/grafana created# 查看部署的Job的状态(helmchart是通过Job的方式进行部署的)
$ kubectl get job -n kube-system | grep grafana
helm-install-grafana       1/1           12s        77s# 查看部署的资源信息
$ kubectl get all -n monitoring
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/grafana-64df5d6c5-lbnrq   1/1     Running   0          52sNAME              TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service/grafana   ClusterIP   10.43.204.22   <none>        80/TCP    52sNAME                      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/grafana   1/1     1            1           52sNAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/grafana-64df5d6c5   1         1         1       52s

1.2.1 HelmChart 字段定义

字段	默认	描述	Helm 参数/标志等效项
metadata.name	N/A	Helm Chart 名称	NAME
spec.chart	N/A	仓库中的 Helm Chart 名称，或 chart archive (.tgz) 的完整 HTTPS URL	CHART
spec.targetNamespace	default	Helm Chart 目标命名空间	–namespace
spec.version	N/A	Helm Chart 版本（通过仓库安装时）	–version
spec.repo	N/A	Helm Chart 仓库 URL	–repo
spec.repoCA	N/A	指定启用 HTTPS 的 Server 的证书	–ca-file
spec.helmVersion	v3	要使用的 Helm 版本（v2 或 v3）
spec.bootstrap	False	如果需要此 Chart 来引导集群（Cloud Controller Manager 等），请设置为 True
spec.set	N/A	覆盖简单的默认 Chart 值。优先于通过 valuesContent 设置的选项。	–set / --set-string
spec.jobImage	N/A	指定安装 helm chart 时要使用的镜像。例如：rancher/klipper-helm:v0.3.0
spec.timeout	300	Helm 操作的超时秒数	–timeout
spec.failurePolicy	reinstall	如果设置为 abort，Helm 操作会被中止，等待操作人员的手动干预。
spec.valuesContent	N/A	通过 YAML 文件内容覆盖复杂的默认 Chart 值	–values
spec.chartContent	N/A	Base64 编码的 chart archive .tgz，覆盖 spec.chart	CHART

放在/var/lib/rancher/k3s/server/static/中的内容可以通过 Kubernetes APIServer 从集群内匿名访问。这个 URL 可以使用spec.chart字段中的特殊变量%{KUBERNETES_API}%进行模板化。例如，打包后的 Traefik 组件从https://%{KUBERNETES_API}%/static/charts/traefik-1.81.0.tgz加载其 Chart。

💡****注意： name 字段应遵循 Helm chart 命名规范。参考这里了解更多。

💡****关于文件命名要求： HelmChart 和 HelmChartConfig 清单文件名应遵守 Kubernetes 对象的命名要求。Helm Controller 使用文件名来创建对象；因此，文件名也必须与要求一致。任何相关的错误都可以在 rke2-server 的日志中观察到。下面的例子是使用下划线产生的错误：

level=error msg="Failed to process config: failed to process 
/var/lib/rancher/rke2/server/manifests/rke2_ingress_daemonset.yaml: 
Addon.k3s.cattle.io \"rke2_ingress_daemonset\" is invalid: metadata.name: 
Invalid value: \"rke2_ingress_daemonset\": a lowercase RFC 1123 subdomain 
must consist of lower case alphanumeric characters, '-' or '.', and must 
start and end with an alphanumeric character (e.g. 'example.com', regex 
used for validation is '[a-z0-9]([-a-z0-9]*[a-z0-9])?(\\.[a-z0-9]
([-a-z0-9]*[a-z0-9])?)*')"

1.3 使用 HelmChartConfig 自定义打包的组件

为了允许覆盖作为 HelmCharts（如 Traefik 或其他通过 helm crd 部署的应用）部署的打包组件的值，从 v1.19.0+k3s1 开始的 K3s 版本支持通过 HelmChartConfig CRD 部署。HelmChartConfig 资源必须与其对应的 HelmChart 的名称和命名空间相匹配，并支持提供额外的 “valuesContent”，它作为一个额外的值文件传递给helm命令。

💡****注意： HelmChart 的spec.set值覆盖了 HelmChart 和 HelmChartConfig 的spec.valuesContent设置。 例如，要自定义打包后的 Traefik 入口配置，你可以创建一个名为/var/lib/rancher/k3s/server/manifests/traefik-config.yaml的文件，并将其填充为以下内容。

# grafana-helmchartconfig.yaml
apiVersion: helm.cattle.io/v1
kind: HelmChartConfig
metadata:name: grafananamespace: kube-system
spec:valuesContent: |-service:type: NodePort
$ kubectl create -f grafana-helmchartconfig.yaml
helmchartconfig.helm.cattle.io/grafana created# 再次查看资源对象的信息(可以查看到SVC使用了NodePort的方式暴露)
$ kubectl get all -n monitoring
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/grafana-64df5d6c5-lkgn6   1/1     Running   0          86mNAME              TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/grafana   NodePort   10.43.92.235   <none>        80:30785/TCP   86mNAME                      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/grafana   1/1     1            1           86mNAME                                DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/grafana-64df5d6c5   1         1         1       86m

访问 K3s集群IP地址:30785 就可以访问到 Grafana 的WebUI。

如果要自定义打包后的 Traefik 入口配置，你可以创建一个名为/var/lib/rancher/k3s/server/manifests/traefik-config.yaml的文件，并将其填充为以下内容。

apiVersion: helm.cattle.io/v1
kind: HelmChartConfig
metadata:name: traefiknamespace: kube-system
spec:valuesContent: |-image:name: traefiktag: v2.6.1proxyProtocol:enabled: truetrustedIPs:- 10.0.0.0/8forwardedHeaders:enabled: truetrustedIPs:- 10.0.0.0/8ssl:enabled: truepermanentRedirect: false

总结：HelmChartConfig 其唯一的作用就是为了修改之前部署 HelmChart 使用的值。管理员当时部署 HelmChart 没有考虑到的参数，可以通过HelmChartConfig 来进行二次修改参数。主要是通过 HelmChart 中的 metadata.name 进行关联的

2 从 Helm v2 升级

⚠️v1.17.0+k3s.1 开始支持 Helm v3 并默认使用它。

如果你在以前的 K3s 版本中使用的是 Helm v2，你可以升级到 v1.17.0+k3s.1 或更新版本，Helm 2 仍然可以使用。如果你想迁移到 Helm 3，这个Helm 的博文介绍了如何使用插件成功迁移。更多信息请参考 Helm 3 的官方文档 这里。从 v1.17.0+k3s.1 开始，K3s 可以处理 Helm v2 或 Helm v3。只要确保你已经按照集群访问一节中的例子正确设置了你的 kubeconfig。

💡注意，Helm 3 不再需要 Tiller 和helm init命令。详情请参考官方文档。