简化Kubernetes应用部署工具-Helm简介

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Kubernetes配置文件

2. 部署一个含有大量配置文件的复杂Kubernetes应用

3. 分享和复用Kubernetes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

而Helm恰好可以帮助我们解决上面问题。

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：

1. chart：包含了创建Kubernetes的一个应用实例的必要信息

2. config：包含了应用发布配置信息

3. 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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