2021年必会的3个Kubernetes工具

在过去的几年中，我们看到了许多工具可以在Kubernetes上简化软件开发。随着Kubernetes生态系统的不断发展，有些工具会同步改进优化，而有些工具则不能适应最新的需求。在2021年，有哪些工具是我们必须要掌握呢？

在本文中，我将重点介绍Kubernetes中的几个工具，即：Helm，Kustomize和Skaffold。

Kubernetes

众所周知，Kubernetes有一种编排应用程序的声明性方法。你以YAML格式将应用程序的期望状态写入配置文件（称为“清单”），然后将其发送到Kubernetes使其实现。

Helm

Helm 帮助您管理 Kubernetes 应用程序。Helm Charts 帮助您定义、安装和升级最复杂的 Kubernetes 应用程序。

Helm 可以使用 Charts 启动 Kubernetes 集群。

Helm是统治之王，是打包，共享和部署k8s应用程序的事实上的标准。Helm被视为是Kubernetes的包管理工具，它允许你以一致且结构化的方式将多个YAML配置分组为一个称为“chart ”的逻辑软件包。

对于应用发布者而言，创建Helm Charts 可为你带来很多好处：

1. 你可以通过使用模板或自定义参数，使应用程序具备可配置的特性。
2. 你可以通过版本化和可跟踪的方式将应用程序发布到私有或公共存储库中。
3. 你可以使你的应用程序依赖于其他Helm chart，依次来管理应用依赖关系 。
4. 总体而言，Helm为你提供了强大的封装机制，以确保你的应用程序按预期部署。

对于使用者而言，安装 Helm chart 可以为你提供更多好处：

1. 你可以访问公共chart 以及组织提供的任何私有chart 的存储库。
2. 你可以基于应用发布者提供的设置来自定义应用程序。
3. 你能够知道程序包的真实版本信息。
4. 你不必担心Kubernetes规范的复杂性。
5. Helm支持原子升级或回滚操作，能够降低你的应用程序和集群的风险。
6. 总体而言，你将获得一个易于理解并且可以立即使用的应用程序包。

Helm有什么新功能？

在2019年末，我们看到了Helm v3的发布，其中删除了集群侧组件（Tiller）和许多其他功能。到2020年底，已经不推荐使用Helm v2，大多数公共chart已迁移到v3格式。如果你仍在使用Helm v2，请尽快安排升级。

在最近的几个发行版中，Helm团队一直在忙于解决Helm用户最大的抱怨-使用YAML模板的困难。现在Helm包括一个功能强大的Lint命令，当调试YAML问题时，它应该是你的新向导。

Post Rendering功能是Helm中的另一个新功能，使你可以使用Kustomize等工具自定义Helm chart 。

2020年chart管理方式，开始向去中心化的的转变，并推出了两个用于共享chart的中央存储库：

1. CNCF的ArtifactHub
2. JFrog的ChartCenter

Kustomize

Helm的最大缺点是，应用程序的定制仅限于预先存在的配置选项。不仅如此，chart创建者还必须以某种复杂的模板方式来实现这些自定义选项。这就是Kustomize的用武之地。

Kustomize 是一个独立的工具，用来通过 kustomization 文件 定制 Kubernetes 对象，它允许你将Kubernetes应用程序构建为一系列的层和补丁，从而实现无限的自定义。通过使用 Kustomize ，也可以实现对 Kubernetes 对象进行声明式管理。

从 Kubernetes 1.14 版本开始，kubectl 也开始支持使用 kustomization 文件来管理 Kubernetes 对象。 要查看包含 kustomization 文件的目录中的资源，执行下面的命令：

kubectl kustomize <kustomization_directory>

要应用这些资源，使用参数 –kustomize 或 -k 标志来执行 kubectl apply：

kubectl apply -k <kustomization_directory>

Kustomize是一个功能强大的工具，可让你以所需的任何方式修改Kubernetes应用程序。不幸的是，这意味着学习曲线可能非常陡峭。任意定制，还意味着错误配置应用程序的可能性增加。

Kustomize的一种高级用例，是使用了Helm的Post Rendering功能来完善现有的Helm chart功能 ，从而有望使版本升级变得平滑。

Kustomize有什么新功能？

Kubernetes生态系统中的许多工具都嵌入了Kustomize，最突出的例子是编排和持续部署工具，例如 ArgoCD，Flux和Kubestack。

要知道的是, kubectl内的Kustomize版本缺少大量的增强功能，如果需要这些功能，请考虑使用Kustomize作为独立的CLI工具。

Skaffold

Skaffold是干啥的？

Google的软件工程师Nick Kubala解释说：我们注意到k8s的用户在构建和管理容器镜像方面花的时间太长了，需要手动更新k8s清单，即使进行很少的代码更新都要重新部署一次应用。于是我们就打算开发个工具来自动化完成这些任务，让用户可以专注于代码本身，而不是做这些重复性工作。

Skaffold 是一个命令行工具，有助于 Kubernetes 应用程序的持续开发。

Skaffold遵循DevOps最佳做法。使用Skaffold，你可以方便的将本地代码部署到kubernetes上进行测试。通过 skaffold.yaml ，你可以管理项目的构建（build）和部署（deploy）过程。

对于构建，Skaffold可以利用Dockerfiles，Buildpacks，Bazel甚至是自定义脚本。对于部署，Skaffold包含其有限的模板引擎，并且可以调用kubectl，Helm或Kustomize。

Skaffold具有三种主要的操作模式：

1. skaffold dev-变更代码自动部署应用。可以随时监测代码更改，然后随时rebuild和redeploy到用户的集群里。
2. skaffold build-这将构建你的应用程序，并将其推送到你选择的存储库中。
3. skaffold deploy-这会将你构建的应用程序部署到你选择的集群中，可能会利用Helm或Kustomize来实现。如果要使用单个命令进行构建和部署，则可以使用skaffold run。

Skaffold有什么新功能？

2020年，Skaffold团队致力于使该项目更易于适应各种工作流程，并与其他工具实现更高的互操作性。其中的一些改进包括与CI/CD和GitOps更灵活的集成，以及对Python和Java的更好支持。

此外，skaffold debug可以对应用程序进行远程调试。尽管这是一个很好的功能，但是在微服务环境中使用它是比较棘手的，我们强烈建议你使用Rookout工具。

总结

在打包，部署和共享的Kubernetes应用程序清单时，可以使用Helm打包，共享和安装Kubernetes应用程序；使用Kustomize通过补丁来修改现有的Kubernetes应用程序。Skaffold则为应用程序的持续开发提供了便利。

译文链接: https://dzone.com/articles/developer-tooling-for-kubernetes-in-2021-helm-kust