本周 Helm 官方發(fā)布博客，指導(dǎo)用戶從 v2 遷移到 v3，這標(biāo)志 Helm 逐漸走向成熟。早在今年 6 月，阿里云就正式發(fā)布了國內(nèi)首個 Helm Hub 中國鏡像站：開放云原生應(yīng)用中心 - Cloud Native App Hub。

歷經(jīng)三個月的成長和沉淀， Helm Hub 中國鏡像站目前已經(jīng)實時全量同步了 Helm Hub 的所有內(nèi)容，同時還精選同步了比如 GitLab 等多個熱門的第三方 Charts Repo，截止今日已總計上線了 859 個 Charts，并且還在不斷增加中。





為了鼓勵和普及 Helm Charts 在國內(nèi)的使用，幫助國內(nèi)開發(fā)者通過云原生的方式打包和分發(fā)自己的應(yīng)用，從而更好的借助云原生的浪潮，讓自己的軟件在云時代發(fā)揮出最大的能量，阿里云舉辦了首屆云原生應(yīng)用開發(fā)大賽，歷經(jīng) 42 天、最終評選出 33 個 Helm Charts 獲得最受歡迎獎，1 個 Helm Charts 獲得評委選擇獎。所有提交的 Chart 都會經(jīng)過評委嚴(yán)格的測試和評估。

評委選擇獎

? 獲獎作品：etcd-manage
? 作者 GitHub ID：shiguanghuxian
etcd-manage 是一個用 Go 編寫的 etcd 管理工具，具有友好的界面(類似阿里云后臺)，管理 key 就像管理本地文件一樣方便。支持簡單權(quán)限管理區(qū)分只讀和讀寫權(quán)限。

? 評委點評

etcd-manage 是一個簡潔的 etcd 管理工具，提供了很不錯的可視化界面，原創(chuàng)性好，實用性強，貼近社區(qū)云原生理念。
另一方面可以看到作者在用戶體驗上做的也很到位，對于依賴的數(shù)據(jù)庫提供了自動安裝和導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)庫兩種選項，文檔也寫的比較全面。

最受歡迎獎

經(jīng)過幾位評委從技術(shù)角度和實用性角度綜合考量，最終有 33 個作品收獲“最受歡迎獎”。

數(shù)據(jù)截止到 9 月 2 日 10:00

參賽選手的話

? 獲獎作品：redis-operator
? 作者 GitHub ID：SataQiu

云原生是未來！很高興參加本次云原生應(yīng)用大賽，感謝評委的耐心指導(dǎo)，讓我對云原生有了更為深入的理解，希望以后還能舉辦類似的比賽和活動，我很樂意參加！

? 獲獎作品：etcd-manage
? 作者 GitHub ID：shiguanghuxian
語言表達能力有限，希望 App Hub 中國站能為更多公司和開發(fā)者提供便捷的應(yīng)用發(fā)布和服務(wù)中間件的部署能力，隨著 K8s 這類服務(wù)部署和開發(fā)模式的流行 Helm 的應(yīng)用前景肯定會很美好。

這次參賽加班加點搞定自己應(yīng)用 2.0 的首版，目標(biāo)是做一個大家的實用工具，從不知道 Helm 到學(xué)習(xí)打包應(yīng)用，從中學(xué)到了很多，未來還會開發(fā)一些應(yīng)用，另外希望能借助 Helm 開發(fā)一些便捷應(yīng)用部署的工具。
? 獲獎作品：nvidia-gpu-exporter
? 作者 GitHub ID：wikiios
App Hub 需要更多實用 Helm，云原生應(yīng)用是不可阻擋的趨勢！
? 獲獎作品：hugo
? 作者 GitHub ID：sunny0826

參加本次云原生應(yīng)用大賽，不僅使得平時掌握的 Helm 技巧得以施展，同時在與其他參賽者的交流中獲得了很多提升，找到了很多有意思的 charts，受益良多。希望App Hub 不斷地發(fā)展，在不久的將來在 K8s 集群上部署云原生應(yīng)用能像在 CentOS 上使用 yum 安裝一樣方便！

……

如何制作自己的 Helm Charts

我們平時在日常生活中會經(jīng)常在不同的平臺上與各種各樣的應(yīng)用打交道，比如從蘋果的 App Store 里下載的淘寶、高德、支付寶等應(yīng)用，或者是在 PC 端安裝的Word、Photoshop、Steam。這些各類平臺上的應(yīng)用程序，對用戶而言，大多只需要點擊安裝就可使用。


然而，在云（Kubernetes）上，部署一個應(yīng)用往往卻不是那么簡單。如果想要部署一個應(yīng)用程序到云上，首先要準(zhǔn)備好它所需要的環(huán)境，打包成 Docker 鏡像。進而把鏡像放在部署文件（Deployment）中、配置服務(wù)（Service）、應(yīng)用所需的賬戶（ServiceAccount）及權(quán)限（Role）、命名空間（Namespace）、密鑰信息（Secret）、可持久化存儲（PersistentVolumes）等資源。也就是編寫一系列互相相關(guān)的 YAML 配置文件，將它們部署在 Kubernetes 集群上。


但是即便應(yīng)用的開發(fā)者可以把這些Docker鏡像存放在公共倉庫中，并且將部署所需的 YAML 資源文件提供給用戶，用戶仍然需要自己去尋找這些資源文件，并把它們一一部署。倘若用戶希望修改開發(fā)者提供的默認(rèn)資源，比如使用更多的副本（Replicas）或是修改服務(wù)端口（Port），他還需要自己去查應(yīng)該在這些資源文件的哪些地方修改，更不用提版本變更與維護會給開發(fā)者和用戶造成多少麻煩了?？梢娮钤嫉?Kubernetes 應(yīng)用形態(tài)并不便利。

Helm 與 Helm Chart

在這樣的大環(huán)境下，有一系列基于 Kubernetes 的應(yīng)用包管理工具橫空出世。而我們今天的主角 Helm，就是這其中最受歡迎的選擇之一。





開發(fā)者按照 Helm Chart 的格式，將應(yīng)用所需的資源文件包裝起來，通過模版化（Templating）的方式將一些可變字段（比如我們之前提到的暴露哪個端口，使用多少副本）暴露給用戶，最后將封裝好的應(yīng)用包，也就是 Helm Chart，集中存放在統(tǒng)一的倉庫中供用戶瀏覽下載。


站在用戶角度，用戶只需要一行簡單的命令就可以完成應(yīng)用的安裝、卸載與升級。對于安裝之后狀態(tài)，也可以通過 helm list 或者是原生的 kubectl 進行查詢。

$ helm install redis stable/redis $ kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE redis-master-0 1/1 Running 0 63s redis-slave-0-0 1/1 Running 0 63s redis-slave-1-0 1/1 Running 0 13s $ helm delete redis

創(chuàng)作 Helm Chart

那么站在開發(fā)者的角度上，我們應(yīng)該如何去創(chuàng)作一個 Helm 應(yīng)用包呢？

準(zhǔn)備工作

首先我們需要一個準(zhǔn)備部署的鏡像。這個鏡像可以是一個 Java 程序、一個 Python 腳本、甚至是一個空的 linux 鏡像跑幾條命令。





這里我們使用一個簡單的基于 golang 的。該服務(wù)通過讀取環(huán)境變量 USERNAME 獲得用戶自己定義的名稱，然后監(jiān)聽 80 端口。對于任意 HTTP 請求，返回 Hello ${USERNAME}。比如如果設(shè)置 USERNAME=world（默認(rèn)場景），該服務(wù)會返回 Hello world。


然后我們使用 對鏡像進行打包。先對 Golang 代碼進行編譯，然后將編譯后的程序放在基于 alpine 的鏡像中，以縮小鏡像體積。





在 Docker 構(gòu)建好鏡像之后，我們把鏡像上傳到倉庫中，比如 Docker Hub 或是阿里云容器鏡像倉庫。準(zhǔn)備工作做好之后，我們就可以開始創(chuàng)作 Helm Chart 了。

開始創(chuàng)作

運行 helm create my-hello-world，會得到一個 helm 自動生成的空 chart。這個 chart 里的名稱是my-hello-world。需要注意的是，Chart 里面的 my-hello-world 名稱需要和生成的 Chart 文件夾名稱一致。如果修改 my-hello-world，則需要做一致的修改。 現(xiàn)在，我們看到 Chart 的文件夾目錄如下:

my-hello-world ├── charts ├── Chart.yaml ├── templates │ ├── deployment.yaml │ ├── _helpers.tpl │ ├── ingress.yaml │ ├── NOTES.txt │ └── service.yaml └── values.yaml

在根目錄下的 Chart.yaml 文件內(nèi)，聲明了當(dāng)前 Chart 的名稱、版本等基本信息，這些信息會在該 Chart 被放入倉庫后，供用戶瀏覽檢索。比如我們可以把 Chart 的 Description 改成 “My first hello world helm chart”。在 Chart.yaml 里有兩個跟版本相關(guān)的字段，其中 version 指明的是 Chart 的版本，也就是我們應(yīng)用包的版本；而 appVersion 指明的是內(nèi)部實際使用的應(yīng)用版本。


在 templates 文件夾內(nèi)存放了各類應(yīng)用部署所需要使用的 YAML 文件，比如 Deployment 和 Service。在我們當(dāng)前的應(yīng)用內(nèi)，我們只需要一個 deployment，而有的應(yīng)用可能包含不同組件，需要多個 deployments，那么我們就可以在 templates 文件夾下放置 deploymentA、deploymentB 等。同樣的，如果我們需要配置 serviceaccount、secret、volumes 等內(nèi)容，也可以在里面添加相應(yīng)的配置文件。

apiVersion: apps/v1beta2 kind: Deployment metadata:name: {{ template "my-hello-world.fullname" . }}labels: {{ include "my-hello-world.labels" . | indent 4 }} spec:replicas: {{ .Values.replicaCount }}selector:matchLabels:app.kubernetes.io/name: {{ include "my-hello-world.name" . }}app.kubernetes.io/instance: {{ .Release.Name }}template:metadata:labels:app.kubernetes.io/name: {{ include "my-hello-world.name" . }}app.kubernetes.io/instance: {{ .Release.Name }}spec:containers:- name: {{ .Chart.Name }}image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Chart.AppVersion }}"imagePullPolicy: {{ .Values.image.pullPolicy }}env:- name: USERNAMEvalue: {{ .Values.Username }} ......

Helm Chart 對于應(yīng)用的打包，不僅僅是將 Deployment 和 Service 以及其它資源整合在一起。我們看到 deployment.yaml 和 service.yaml 文件被放在 templates/ 文件夾下，相較于原生的 Kubernetes 配置，多了很多渲染所用的可注入字段。比如在 deployment.yaml 的spec.replicas 中，使用的是 .Values.replicaCount 而不是 Kubernetes 本身的靜態(tài)數(shù)值。這個用來控制應(yīng)用在 Kubernetes 上應(yīng)該有多少運行副本的字段，在不同的應(yīng)用部署環(huán)境下可以有不同的數(shù)值，而這個數(shù)值便是由注入的 Values 提供。

replicaCount: 1 image:repository: somefive/hello-worldpullPolicy: IfNotPresent nameOverride: "" fullnameOverride: "" service:type: ClusterIPport: 80 ...... Username: AppHub

在根目錄下我們看到有一個 values.yaml 文件，這個文件提供了應(yīng)用在安裝時的默認(rèn)參數(shù)。在默認(rèn)的 Values 中，我們看到 replicaCount: 1 說明該應(yīng)用在默認(rèn)部署的狀態(tài)下只有一個副本。


為了使用我們要部署應(yīng)用的鏡像，我們看到 deployment.yaml 里在 spec.template.spec.containers 里，image 和 imagePullPolicy 都使用了 Values 中的值。


其中 image 字段由 .Values.image.repository 和 .Chart.AppVersion 組成?？吹竭@里，同學(xué)們應(yīng)該就知道我們需要變更的字段了：一個是位于 values.yaml 內(nèi)的 image.repository，另一個是位于 Chart.yaml 里的 AppVersion。我們將它們與我們需要部署應(yīng)用的 docker 鏡像匹配起來。這里我們把 values.yaml 里的 image.repository 置成 somefive/hello-world，把 Chart.yaml 里的 AppVersion設(shè)置成 1.0.0 即可。


類似的，我們可以查看 service.yaml 內(nèi)我們要部署的服務(wù)，其中的主要配置也在 values.yaml 中。默認(rèn)生成的服務(wù)將 80 端口暴露在 Kubernetes 集群內(nèi)部。我們暫時不需要對這一部分進行修改。


由于部署的 hello-world 服務(wù)會從環(huán)境變量中讀取 USERNAME 環(huán)境變量，我們將這個配置加入 deployment.yaml。

- name: {{ .Chart.Name }}image: "{{ .Values.image.repository }}:{{ .Chart.AppVersion }}"imagePullPolicy: {{ .Values.image.pullPolicy }}env:- name: USERNAMEvalue: {{ .Values.Username }}

現(xiàn)在我們的 deployment.yaml 模版會從 values.yaml 中加載 Username 字段，因此相應(yīng)的，我們也在 values.yaml 中添加 Username: AppHub。現(xiàn)在，我們的應(yīng)用就會從 values.yaml 中讀取 Username 把它放入鏡像的環(huán)境變量中啟動了。

校驗打包

在準(zhǔn)備好我們的應(yīng)用后，我們可以使用 Helm lint 來粗略地檢查一下制作的 Chart 有沒有什么語法上的錯誤。如果沒有問題的話，我們就可以使用 helm package 命令對我們的 Chart 文件夾進行打包，打包后我們可以得到一個 my-hello-world-0.1.0.tgz 的應(yīng)用包。這個便是我們完成的應(yīng)用了。

$ helm lint --strict my-hello-world 1 chart(s) linted, 0 chart(s) failed[INFO] Chart.yaml: icon is recommended $ helm package my-hello-world

我們可以使用 helm install 命令嘗試安裝一下剛剛做好的應(yīng)用包，然后用 kubectl 查看一下運行 pod 的狀態(tài)。我們可以通過 port-forward 命令將該 pod 的端口映射到本地端口上，這個時候我們就可以通過訪問 localhost 來訪問部署好的應(yīng)用了。

$ helm install my-hello-world-chart-test my-hello-world-0.1.0.tgz $ kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE my-hello-world-chart-test-65d6c7b4b6-ptk4x-0 1/1 Running 0 4m3s $ kubectl port-forward my-hello-world-chart-test-65d6c7b4b6-ptk4x 8080:80 $ curl localhost:8080 Hello AppHub

參數(shù)重載

有的同學(xué)可能會有疑惑，雖然我們應(yīng)用開發(fā)者把可配置的信息暴露在的 values.yaml 中，用戶使用應(yīng)用時想要修改該怎么辦呢？答案很簡單，用戶只需要在 install 時使用 set 參數(shù)設(shè)置想要覆蓋的參數(shù)即可。


應(yīng)用開發(fā)者在 Chart 的 values 配置中只是提供了默認(rèn)的安裝參數(shù)，用戶也可以在安裝時指定自己的配置。類似的，如果用戶可以用 upgrade 命令替代 install，實現(xiàn)在原有部署好的應(yīng)用的基礎(chǔ)上變更配置。

$ helm install my-app my-hello-world-0.1.0.tgz --set Username="Cloud Native" $ helm install my-super-app my-hello-world-0.1.0.tgz -f my-values.yaml $ helm upgrade my-super-app my-hello-world-0.1.0.tgz -f my-new-values.yaml

修改提示信息

我們注意到在安裝 Chart 指令運行后，屏幕的輸出會出現(xiàn)：

NOTES: 1. Get the application URL by running these commands:export POD_NAME=$(kubectl get pods -l "app=my-hello-world,release=my-hello-world-chart-test2" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"kubectl port-forward $POD_NAME 8080:80

這里的注釋是由 Chart 中的 templates/NOTES.txt 提供的。我們注意到原始的 NOTES 中，所寫的 "app={{ template "my-hello-world.name" . }},release={{ .Release.Name }}" 和我們的 deployment.yaml 中所寫的配置不太一樣。我們可以把它改成"app.kubernetes.io/name={{ template "my-hello-world.name" . }},app.kubernetes.io/instance={{ .Release.Name }}"，將 values.yaml 中的version 更新成 0.1.1。然后重新打包 Chart（運行 helm package）。得到新的 my-hello-world-0.1.1.tgz 之后，升級原有 Chart（運行 helm upgrade my-hello-world-chart-test2 my-hello-world-0.1.1.tgz --set Username="New Chart"），就能看到更新過后的 NOTES 了。

NOTES: 1. Get the application URL by running these commands:export POD_NAME=$(kubectl get pods -l "app.kubernetes.io/name=my-hello-world,app.kubernetes.io/instance=my-hello-world-chart-test2" -o jsonpath="{.items[0].metadata.name}")echo "Visit http://127.0.0.1:8080 to use your application"kubectl port-forward $POD_NAME 8080:80

應(yīng)用分享

那么制作完成的應(yīng)用如何和其他人分享呢？Helm 官方推出的 ChartMuseum 提供了 Chart 倉庫的構(gòu)建方法，使用它可以創(chuàng)建自己的 Chart 倉庫。然而自行維護一個倉庫本身成本不小，而且對于用戶而言如果每一個開發(fā)者都是自己的倉庫，他就需要將所需應(yīng)用對應(yīng)的倉庫都加入自己的檢索列表中，很不利于應(yīng)用的傳播與分享。





開放云原生應(yīng)用中心 Cloud Native App Hub，同步了各類應(yīng)用，同時還提供了開發(fā)者上傳應(yīng)用的渠道。


在我們的開放云原生應(yīng)用中心中，應(yīng)用來自兩個渠道。一方面，我們定期從一些國外的知名 Helm 倉庫同步 Chart 資源，在同步的過程中，會對 Chart 內(nèi)部使用的一部分 Docker 鏡像進行同步替換（例如 gcr.io 或者 quay.io 的鏡像），方便國內(nèi)用戶訪問使用；另一方面，我們和 Helm 官方庫一樣在 上接受開發(fā)者通過 Pull Request 的形式提交自己的應(yīng)用。提交成功的應(yīng)用會在短期內(nèi)同步至云原生應(yīng)用中心，和其他官方應(yīng)用展示在一起供其他用戶使用。


希望大家共同參與，讓開放云原生應(yīng)用中心更加豐富，惠及更多人！




作者簡介：
殷達，清華大學(xué)與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)計算機專業(yè)在讀研究生，于阿里云容器平臺部實習(xí)，主要參與ACK容器服務(wù)多云技術(shù)及云原生應(yīng)用開發(fā)。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Helm 从入门到实践 | 从 0 开始制作一个 Helm Charts的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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