简化Kubernetes应用部署工具-Helm简介

【编者的话】微服务和容器化给复杂应用部署与管理带来了极大的挑战。Helm是目前Kubernetes服务编排领域的唯一开源子项目,做为Kubernetes应用的一个包管理工具,可理解为Kubernetes的apt-get / yum,由Deis 公司发起,该公司已经被微软收购。Helm通过软件打包的形式,支持发布的版本管理和控制,很大程度上简化了Kubernetes应用部署和管理的复杂性。

随着业务容器化与向微服务架构转变,通过分解巨大的单体应用为多个服务的方式,分解了单体应用的复杂性,使每个微服务都可以独立部署和扩展,实现了敏捷开发和快速迭代和部署。但任何事情都有两面性,虽然微服务给我们带来了很多便利,但由于应用被拆分成多个组件,导致服务数量大幅增加,对于Kubernetest编排来说,每个组件有自己的资源文件,并且可以独立的部署与伸缩,这给采用Kubernetes做应用编排带来了诸多挑战:

  1. 管理、编辑与更新大量的K8s配置文件
  2. 部署一个含有大量配置文件的复杂K8s应用
  3. 分享和复用K8s配置和应用
  4. 参数化配置模板支持多个环境
  5. 管理应用的发布:回滚、diff和查看发布历史
  6. 控制一个部署周期中的某一些环节
  7. 发布后的验证

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。

本文简单介绍了Helm的用途、架构与实现。

Helm产生原因

利用Kubernetes部署一个应用,需要Kubernetes原生资源文件如deployment、replicationcontroller、service或pod 等。而对于一个复杂的应用,会有很多类似上面的资源描述文件,如果有更新或回滚应用的需求,可能要修改和维护所涉及的大量资源文件,且由于缺少对发布过的应用版本管理和控制,使Kubernetes上的应用维护和更新等面临诸多的挑战,而Helm可以帮我们解决这些问题。

Helm架构

Helm基本架构如下:

Helm用途:

做为Kubernetes的一个包管理工具,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

Helm有三个重要概念:

  • chart:包含了创建Kubernetes的一个应用实例的必要信息
  • config:包含了应用发布配置信息
  • release:是一个chart及其配置的一个运行实例

Helm组件

Helm有以下两个组成部分:

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实现

Helm client

  • Helm client采用go语言编写,采用gRPC协议与Tiller server交互。

Helm server

  • Tiller server也同样采用go语言编写,提供了gRPC server与client进行交互,利用Kubernetes client 库与Kubernetes进行通信,当前库使用了REST+JSON格式。
  • Tiller server 没有自己的数据库,目前使用Kubernetes的ConfigMaps存储相关信息

说明:配置文件尽可能使用YAM格式

 

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