Кubernetes стал де-факто стандартом для оркестрации контейнеров, упрощая управление, масштабирование и развертывание контейнеризованных приложений. Однако с ростом сложности кластеров Kubernetes управление развертываниями с использованием только YAML-манифестов может стать неудобным. Helm, менеджер пакетов Kubernetes, упрощает развертывание приложений, управление ими и откат изменений, позволяя разработчикам упаковывать манифесты Kubernetes в версии пакетов, называемых чартами. Custom Resources (CR), с другой стороны, расширяют API Kubernetes, предоставляя способ определения и управления новыми типами объектов.

Развертывание Kubernetes с использованием Helm Charts и Custom Resources

Kubernetes стал де-факто стандартом для оркестрации контейнеров, упрощая управление, масштабирование и развертывание контейнеризованных приложений. Однако с ростом сложности кластеров Kubernetes управление развертываниями с использованием только YAML-манифестов может стать неудобным. Helm, менеджер пакетов Kubernetes, упрощает развертывание приложений, управление ими и откат изменений, позволяя разработчикам упаковывать манифесты Kubernetes в версии пакетов, называемых чартами. Custom Resources (CR), с другой стороны, расширяют API Kubernetes, предоставляя способ определения и управления новыми типами объектов.

В этой статье мы рассмотрим, как развертывать приложения в Kubernetes с использованием Helm charts и custom resources, выделяя преимущества обоих методов. Мы затронем следующие темы:

• Введение в Helm и Custom Resources
• Настройка кластера Kubernetes
• Основы Helm: установка Helm и создание чартов
• Управление приложениями Kubernetes с помощью Helm charts
• Создание и управление custom resources в Kubernetes
• Сочетание Helm charts и custom resources для гибких развертываний

Что такое Helm?

Helm — это менеджер пакетов Kubernetes, который упрощает процесс определения, установки и обновления приложений Kubernetes. Он использует предварительно настроенные шаблоны (известные как чарты) для развертывания приложений и управления их жизненным циклом, позволяя разработчикам:

• Упаковывать ресурсы Kubernetes в единый объект (Helm chart).
• Легко устанавливать и обновлять приложения.
• Легко откатывать изменения.
• Повторно использовать чарт для разных окружений, изменяя значения.

Helm использует три основных концепции:

• Charts: Коллекции файлов, описывающих ресурсы Kubernetes.
• Release: Экземпляр Helm chart, работающий в кластере Kubernetes.
• Repositories: Места, где хранятся и расшариваются чарты.

Что такое Custom Resources Kubernetes?

Custom Resources (CR) — это пользовательские типы объектов, которые расширяют функциональность Kubernetes. Custom Resources позволяют разработчикам определять собственные объекты и использовать их как ресурсы, нативные для Kubernetes. Например, в то время как Kubernetes предоставляет встроенные объекты, такие как Pods, Deployments и Services, Custom Resource может определять все, что угодно, от конфигураций баз данных до правил мониторинга.

Custom Resources связываются с Custom Resource Definitions (CRD), которые служат схемой для CR. С помощью CRD разработчики могут создавать новые объекты API Kubernetes, которые работают так же, как и встроенные. Custom Resources могут быть связаны с контроллерами, которые отслеживают эти ресурсы и выполняют действия, автоматизируя сложные рабочие процессы.

Настройка кластера Kubernetes

Прежде чем развертывать приложения с использованием Helm и custom resources, необходимо настроить среду Kubernetes. Ниже описаны шаги для локальной настройки кластера Kubernetes с использованием Minikube.

Установка Minikube

Minikube — это легкий инструмент для запуска Kubernetes-кластеров локально. Установите Minikube в зависимости от вашей операционной системы:

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

Запуск Minikube

Запустите Minikube и создайте локальный кластер Kubernetes:

minikube start

Проверка установки Kubernetes

Проверьте статус кластера с помощью kubectl — командного инструмента Kubernetes:

kubectl cluster-info
kubectl get nodes

Установка Helm

Helm требует работающего кластера Kubernetes, поэтому установите Helm на вашем локальном компьютере и настройте его для подключения к кластеру:

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

Основы Helm: установка Helm и создание чартов

После того как кластер Kubernetes будет настроен, можно перейти к функциональности Helm, создавая и развертывая чарт.

Структура Helm Chart

Helm charts следуют определенной структуре, которая организует все файлы манифестов Kubernetes в повторно используемом формате.

Создание Helm Chart

Для создания нового Helm chart выполните команду:

helm create mychart

Эта команда создаст описанную выше структуру каталогов. Измените каталог templates/, чтобы включить определения ваших ресурсов Kubernetes.

Развертывание приложения с помощью Helm

Чтобы развернуть приложение с использованием Helm, выполните следующие шаги:

• Упакуйте чарт:

helm package mychart

Эта команда развертывает Helm chart и создает новый релиз (myrelease).

Настройка развертываний с помощью значений

Файл values.yaml позволяет гибко настраивать ваш Helm chart. Например, измените ограничения ресурсов, переменные окружения или версии образов, просто изменяя значения в этом файле.

Вы также можете переопределить values.yaml во время выполнения, передав значения через командную строку:

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

Управление приложениями Kubernetes с помощью Helm Charts

Helm упрощает сложные приложения Kubernetes, используя шаблоны и повторное использование. Рассмотрим некоторые расширенные варианты использования Helm.

Обновление приложений

Чтобы обновить конфигурацию приложения, измените чарт или его значения и выполните следующую команду:

helm upgrade myrelease ./mychart

Helm обновляет приложение, отслеживая новый релиз.

Откат изменений

Если обновление вызвало проблемы, Helm может откатиться к предыдущей версии:

helm rollback release 1

Использование репозиториев Helm

Вы можете делиться Helm chart, отправляя их в репозитории Helm. Чтобы использовать чарт из публичного репозитория:

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

Создание и управление Custom Resources в Kubernetes

Хотя Helm прекрасно подходит для управления традиционными ресурсами Kubernetes, custom resources предоставляют гибкость для сложных сценариев. Вот как определить, создать и управлять custom resources в Kubernetes.

Создание Custom Resources

После того как CRD настроен, вы можете создать экземпляры custom resource:

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

Управление Custom Resources

Custom resources ведут себя как любые другие объекты Kubernetes. Вы можете их перечислять, описывать и удалять с помощью стандартных команд kubectl:

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

Сочетание Helm Charts и Custom Resources для гибких развертываний

Helm charts и custom resources можно комбинировать для создания гибких и повторно используемых развертываний. Часто используемый сценарий — интеграция CRD в Helm charts для лучшей расширяемости приложения.

Создание Helm Templates для Custom Resources

Вы также можете включать определения custom resource в шаблоны Helm chart. Это позволяет использовать значения и условно создавать custom resources на основе параметров конфигурации:

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

Развертывание с помощью Helm

Наконец, разверните чарт, который включает как традиционные ресурсы Kubernetes, так и custom resources:

helm install myrelease ./mychart

Helm управляет всей стеком приложения, включая определения custom resources и их экземпляры.

Helm charts и custom resources предоставляют мощные инструменты для управления приложениями Kubernetes. Helm упрощает процесс упаковки, развертывания и обновления приложений, в то время как custom resources расширяют возможности Kubernetes, позволяя вам определять свои API. Сочетание обоих инструментов позволяет разработчикам создавать высоко гибкие и повторно используемые решения.