Kubernetes è diventato lo standard de facto per l'orchestrazione dei container, semplificando la gestione, la scalabilità e il deployment delle applicazioni containerizzate. Tuttavia, man mano che i cluster Kubernetes crescono in complessità, la gestione dei deployment utilizzando solo manifest YAML può diventare scomoda. Helm, il gestore di pacchetti di Kubernetes, semplifica il deployment, la gestione e il rollback delle applicazioni consentendo agli sviluppatori di raggruppare i manifest Kubernetes in pacchetti versionati chiamati chart. Le Custom Resources (CR), d'altra parte, estendono l'API di Kubernetes, fornendo un modo per definire e gestire nuovi tipi di oggetti.

Deployment di Kubernetes con Helm Charts e Custom Resources

Kubernetes è diventato lo standard de facto per l'orchestrazione dei container, semplificando la gestione, la scalabilità e il deployment delle applicazioni containerizzate. Tuttavia, man mano che i cluster Kubernetes crescono in complessità, la gestione dei deployment utilizzando solo manifest YAML può diventare scomoda. Helm, il gestore di pacchetti di Kubernetes, semplifica il deployment, la gestione e il rollback delle applicazioni consentendo agli sviluppatori di raggruppare i manifest Kubernetes in pacchetti versionati chiamati chart. Le Custom Resources (CR), d'altra parte, estendono l'API di Kubernetes, fornendo un modo per definire e gestire nuovi tipi di oggetti.

Questo articolo esplorerà come eseguire il deployment di applicazioni su Kubernetes utilizzando Helm charts e Custom Resources, evidenziando i vantaggi di entrambi i metodi. Tratteremo i seguenti argomenti:

• Introduzione a Helm e Custom Resources
• Configurazione di un cluster Kubernetes
• Nozioni di base su Helm: Installazione di Helm e creazione di chart
• Gestire le applicazioni Kubernetes con Helm charts
• Creazione e gestione delle Custom Resources in Kubernetes
• Combinare Helm charts e Custom Resources per deployment flessibili

Che cos'è Helm?

Helm è un gestore di pacchetti per Kubernetes che semplifica il processo di definizione, installazione e aggiornamento delle applicazioni Kubernetes. Utilizza template preconfigurati (chiamati chart) per eseguire il deployment delle applicazioni e gestirne il ciclo di vita, consentendo agli sviluppatori di:

• Impacchettare le risorse Kubernetes in un'unica unità (un chart di Helm).
• Installare e aggiornare facilmente le applicazioni.
• Eseguire il rollback delle modifiche con facilità.
• Riutilizzare i chart per ambienti diversi modificando i valori.

Helm utilizza tre concetti principali:

• Charts: Collezioni di file che descrivono le risorse Kubernetes.
• Release: Un'istanza di un chart di Helm che gira su un cluster Kubernetes.
• Repositories: Posizioni dove i chart sono archiviati e condivisi.

Cosa sono le Custom Resources di Kubernetes?

Le Custom Resources (CR) di Kubernetes sono tipi di oggetti definiti dall'utente che estendono la funzionalità di Kubernetes. Le Custom Resources consentono agli sviluppatori di definire oggetti personalizzati e utilizzarli come risorse native di Kubernetes. Ad esempio, mentre Kubernetes fornisce oggetti predefiniti come Pods, Deployments e Services, una Custom Resource può definire qualsiasi cosa, dalle configurazioni dei database alle regole di monitoraggio.

Le Custom Resources sono abbinate alle Custom Resource Definitions (CRD), che fungono da schema per il CR. Utilizzando le CRD, gli sviluppatori possono creare nuovi oggetti API di Kubernetes che funzionano come quelli predefiniti. Le Custom Resources possono essere abbinate a controller che monitorano queste risorse e prendono provvedimenti, automatizzando flussi di lavoro complessi.

Configurazione di un cluster Kubernetes

Abbiamo bisogno di un ambiente Kubernetes prima di eseguire il deployment delle applicazioni utilizzando Helm e le custom resources. I seguenti passaggi mostrano come configurare localmente un cluster Kubernetes utilizzando Minikube.

Installare Minikube

Minikube è uno strumento leggero per eseguire cluster Kubernetes localmente. Installa Minikube in base al tuo sistema operativo:

curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

Avviare Minikube

Avvia Minikube e crea un cluster Kubernetes locale:

minikube start

Verifica l'installazione di Kubernetes

Controlla lo stato del cluster utilizzando kubectl, lo strumento da riga di comando di Kubernetes:

kubectl cluster-info
kubectl get nodes

Installare Helm

Helm richiede un cluster Kubernetes in esecuzione, quindi installa Helm sul tuo computer locale e configurarlo per connettersi al cluster:

curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/master/scripts/get-helm-3 | bash

Nozioni di base su Helm: Installare Helm e creare chart

Con il cluster Kubernetes attivo, possiamo esplorare le funzionalità di Helm creando e distribuendo chart.

Struttura di un Helm Chart

I chart di Helm seguono una struttura specifica che organizza tutti i file di manifest Kubernetes in un formato riutilizzabile.

Creare un Helm Chart

Esegui il comando seguente per creare un nuovo Helm chart:

helm create mychart

Questo comando genera la struttura delle cartelle descritta sopra. Modifica la directory templates/ per includere le definizioni delle risorse Kubernetes.

Distribuire un'applicazione con Helm

Per distribuire un'applicazione utilizzando Helm, segui questi passaggi:

• Impacchettare il chart: helm package mychart

Questo comando distribuisce il chart di Helm e crea una nuova release (myrelease).

Personalizzare i Deployment con i Valori

Il file values.yaml consente una configurazione flessibile del tuo Helm chart. Ad esempio, puoi modificare i limiti delle risorse, le variabili d'ambiente o le versioni delle immagini semplicemente cambiando i valori in questo file.

Puoi anche sovrascrivere values.yaml durante il runtime passando i valori dalla riga di comando:

helm install myrelease ./mychart --set image.tag=2.0

Gestire le Applicazioni Kubernetes con Helm Charts

Helm semplifica le applicazioni Kubernetes complesse tramite templating e riutilizzo. Di seguito, esploriamo alcuni casi d'uso avanzati di Helm.

Aggiornare le Applicazioni

Per aggiornare la configurazione di un'applicazione, modifica il chart o i suoi valori e usa il comando seguente:

helm upgrade myrelease ./mychart

Helm aggiorna l'applicazione mantenendo traccia della nuova release.

Eseguire il Rollback delle Modifiche

Se un aggiornamento causa problemi, Helm può eseguire il rollback a una versione precedente:

helm rollback myrelease 1

Usare i Repositories di Helm

Puoi condividere i chart di Helm caricandoli nei repository di Helm. Per usare un chart da un repository pubblico:

helm repo add stable https://charts.helm.sh/stable
helm install stable/MySQL

Creare e Gestire le Custom Resources in Kubernetes

Mentre Helm è eccellente per la gestione delle risorse Kubernetes tradizionali, le Custom Resources offrono flessibilità per casi d'uso complessi. Ecco come definire, creare e gestire le custom resources in Kubernetes.

Creare Custom Resources

Una volta che la CRD è configurata, puoi creare istanze della custom resource:

apiVersion: example.com/v1
kind: Database
metadata:
  name: my-database
spec:
  engine: Postgres
  version: 12.3

Gestire le Custom Resources

Le custom resources si comportano come qualsiasi altro oggetto Kubernetes. Puoi elencarle, descriverle e eliminarle utilizzando i comandi standard di kubectl:

kubectl get databases
kubectl describe database my-database
kubectl delete database my-database

Combinare Helm Charts e Custom Resources per Deployment Flessibili

I chart di Helm e le custom resources possono essere combinati per creare deployment altamente flessibili e riutilizzabili. Un caso d'uso comune è integrare le CRD nei chart di Helm per una migliore estendibilità dell'applicazione.

Creare Template di Helm per Custom Resources

Puoi anche includere le definizioni delle custom resource nei template del chart di Helm. Questo ti consente di utilizzare i valori e creare condizionatamente custom resources basate sulle opzioni di configurazione:

apiVersion: {{ .Values.card.apiVersion }}
kind: Database
metadata:
  name: {{ .Release.Name }}
spec:
  engine: {{ .Values.database.engine }}
  version: {{ .Values.database.version }}

Distribuire con Helm

Infine, distribuisci il chart che include sia risorse Kubernetes tradizionali che custom resources:

helm install myrelease ./mychart

Helm gestisce l'intero stack dell'applicazione, comprese le definizioni delle custom resources e le loro istanze. Helm charts e custom resources offrono strumenti potenti per la gestione delle applicazioni Kubernetes. Helm semplifica il processo di impacchettamento, distribuzione e aggiornamento delle applicazioni, mentre le custom resources estendono le capacità di Kubernetes, permettendo di definire le proprie API. Combinando entrambi gli strumenti, gli sviluppatori possono creare soluzioni altamente flessibili e riutilizzabili.