Kubernetes Helm 套件管理工具

在 Linux 上我們用 apt 或 yum 來安裝軟體。在 Kubernetes 上，我們用 Helm。

為什麼需要 Helm？

一個複雜的應用程式 (如 WordPress) 在 K8s 上部署時，可能包含：

Deployment: 網頁伺服器
StatefulSet: 資料庫 (MariaDB)
Service: 負載平衡
Secret: 資料庫密碼
ConfigMap: 網頁設定檔
Ingress: 網域名稱與 TLS

如果沒有 Helm，你需要手動管理這 6 個 YAML 檔案。如果你想部署第二套 (例如測試環境)，你需要複製這 6 個檔案並手動修改所有名稱和 IP，這非常容易出錯且難以維護。

Helm 的解決方案：

Templating (樣板化): 將 YAML 中的變數 (如 Image Tag, Replica Count) 抽離出來，變成模板。
Packaging (打包): 將一整組 YAML 打包成一個 Chart (.tgz)。
Versioning (版本控制): 支援應用程式的版本管理與回滾 (Rollback)。

Helm 三大核心概念

Chart: 軟體包 (類似 Docker Image 或 deb/rpm)。包含了一堆 YAML 模板與預設參數。
Repository (Repo): 存放 Charts 的倉庫 (類似 Docker Hub)。
Release: Chart 被安裝到叢集中後的執行實例。同一個 Chart 可以被安裝很多次 (e.g., mysql-dev, mysql-prod)，每一次都是一個 Release。

安裝 Helm

macOS

brew install helm

Linux / Windows

請參考 Helm 官方安裝文件，通常只是一個 binary 執行檔，下載放到 PATH 即可。

實戰：安裝 Bitnami MySQL

不需要自己寫 StatefulSet YAML，直接用現成的！

1. 新增 Repo

Helm 預設沒有任何 Repo，我們需要先加入常用的 (如 Bitnami)：

helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm repo update

2. 搜尋 Chart

helm search repo mysql
# NAME            CHART VERSION   APP VERSION   DESCRIPTION
# bitnami/mysql   11.1.0          8.0.33        Chart to deploy MySQL...

3. 安裝 (Install) - 建立 Release

# 格式: helm install <release-name> <chart-name>
helm install my-db bitnami/mysql

安裝完 helm 會噴出一堆 NOTES，告訴你怎麼取得 root 密碼、怎麼連線。這比自己寫 YAML 快多了！

4. 自定義參數 (Values)

每個 Chart 都有預設的參數 (Values)。我們可以透過兩種方式覆蓋它：

方法 A: 使用 --set (適合少量修改)

helm install my-blog bitnami/wordpress \
  --set wordpressUsername=admin \
  --set wordpressPassword=password123

方法 B: 使用 values.yaml (推薦) 先匯出預設參數檔：

helm show values bitnami/mysql > values.yaml

編輯 values.yaml 後，用 -f 參數安裝：

helm install my-db bitnami/mysql -f values.yaml

5. 升級 (Upgrade) 與回滾 (Rollback)

當應用程式需要更新 (例如改 Image Tag 或改 Config) 時：

# 更新 Release
helm upgrade my-db bitnami/mysql -f values.yaml

搞砸了？Helm 支援原子性 (Atomic) 回滾：

# 查看歷史版本
helm history my-db

# 回滾到版本 1
helm rollback my-db 1

6. 解除安裝 (Uninstall)

helm uninstall my-db

深入 Chart 結構

當你執行 helm create my-chart 時，會產生以下標準結構：

my-chart/
  ├── Chart.yaml          # Chart 的 Metadata (名稱、版本、描述)
  ├── values.yaml         # 預設變數檔 (這裡定義的變數可在 templates 中使用)
  ├── charts/             # 依賴的其他 Chart (Dependencies)
  └── templates/          # 存放 K8s YAML 模板的地方
      ├── deployment.yaml
      ├── service.yaml
      ├── _helpers.tpl    # 定義共用的樣板函式 (Named Templates)
      └── NOTES.txt       # 安裝後顯示的提示訊息

模板語法範例 (Go Template)

在 templates/deployment.yaml 中，我們不再寫死參數，而是用 {{ .Values.key }}：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: {{ .Release.Name }}-server # 使用 Release 名稱作為前綴
spec:
  replicas: {{ .Values.replicaCount }} # 讀取 values.yaml 的 replicaCount
  template:
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag }}"

對應的 values.yaml：

replicaCount: 3
image:
  repository: nginx
  tag: stable

當你執行 helm install 時，Helm 引擎會將 values.yaml 的值填入 templates/*.yaml，最後生成標準的 K8s YAML 並丟給 API Server。

常用指令速查表 (Cheat Sheet)

動作	指令	說明
新增倉庫	`helm repo add <name> <url>`	加入 Chart 來源
更新倉庫	`helm repo update`	更新本地的 Chart 索引
搜尋	`helm search repo <keyword>`	搜尋可用的 Chart
安裝	`helm install <name> <chart>`	部署應用程式 (Release)
列出	`helm list` (`helm ls`)	查看已安裝的 Releases
狀態	`helm status <name>`	查看 Release 詳細狀態與 Notes
升級	`helm upgrade <name> <chart>`	更新 Release 設定
回滾	`helm rollback <name> <revision>`	退版
移除	`helm uninstall <name>`	刪除應用程式
除錯	`helm template <chart>`	試跑並印出生成的 YAML (不安裝)
Lint	`helm lint <path>`	檢查 Chart 語法錯誤

總結

不要重造輪子: 在寫 YAML 之前，先去 Artifact Hub 搜尋有沒有現成的 Helm Chart。
管理複雜度: 使用 Helm 可以有效管理多環境 (Dev/Staging/Prod) 的差異配置。
版本控制: 所有的更動都有歷史紀錄，隨時可以 Rollback，增加了維運的安全性。