GitOps 实操手册 4：使用 Helm 定义应用

最新推荐文章于 2024-08-28 08:32:59 发布

cloudzun

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文章标签： kubernetes 运维 docker 云原生微服务

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_57766513/article/details/129753205

本实验手册系列涵盖了从应用容器化到GitOps工作流的实现，通过七个章节详细讲解如何构建、部署和管理应用，实现高效的持续交付流程。内容包括HelmChart的创建、参数化、部署以及在预发布和生产环境的应用。此外，还介绍了如何将HelmChart推送到GitHub仓库，实现远程安装和管理。

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内容简介

本实验手册系列包含七个主题，涵盖了从应用容器化到 GitOps 工作流的实现与高级特性。通过这些实验手册，您将学习到如何构建、部署和管理应用，以及如何在 Kubernetes 集群上实现高效的持续交付流程。

以下是实验手册的七个章节：

应用程序容器化实验手册：学习如何将应用程序容器化，并为主流编程语言构建镜像。同时，了解如何缩减镜像体积和使用 GitHub Actions 自动构建镜像。
单节点 Kubernetes 集群部署实验手册：使用 kind 在本地部署单节点 Kubernetes 集群，安装基础服务，并熟悉 Kubernetes 的基本功能，如运行 Pod、调度工作负载、服务发布和自动扩缩容。
示例应用的部署和解析实验手册：深入了解示例应用的各个组件，学习如何在 Kubernetes 集群上部署、运行和管理这些组件，实现服务调用、应用配置和扩缩容等功能。
使用 Helm 定义应用实验手册：通过 Helm 对示例应用进行定义，以满足 GitOps 部署的需求。了解 Helm Chart 的创建和使用，以及预发布和生产环境的部署。
构建 GitOps 工作流实验手册：在 Kubernetes 集群上安装 ArgoCD，并使用 ArgoCD 定义示例应用进行部署，实现基于镜像版本变化触发的 GitOps 工作流。
实现 GitOps 高级发布策略实验手册：结合 ArgoCD 的高级特性，如 Argo Rollout、AnalysisTemplate 和 Argo Rollout Dashboard，实现蓝绿发布、金丝雀发布和自动渐进交付。
ArgoCD 高级管理特性实验手册：探讨 ArgoCD 在 GitOps 场景中的高级特性，包括使用 ApplicationSet 实现多环境部署和使用 SealedSecret 保护密钥。

通过这七个实验手册，您将全面掌握应用容器化、Kubernetes 和 GitOps 的相关知识，为应用的持续交付提供可靠和高效的解决方案。

在之前的实验场景基础上，本实验手册将指导您使用 Helm 定义后续 GitOps 环境中所需的示例应用，以满足 GitOps 部署的要求。

本实验手册将涵盖以下主要实验环节：

改造示例应用：创建 Helm Chart 目录结构，编写 chart.yaml 文件，填充 templates 目录。
部署 Helm Chart：分别在预发布环境和生产环境中进行部署。
发布 Helm Chart：将 Helm Chart 推送至 GitHub 仓库。
常见的 Helm 应用管理操作：了解 Helm 的基本命令和操作，以便更有效地进行应用管理

改造示例应用

创建 Helm Chart 目录结构

cd kubernetes-example && mkdir helm

mkdir helm/templates && touch helm/Chart.yaml && touch helm/values.yaml

$ ls helm                 
Chart.yaml  templates   values.yaml

配置 Chart.yaml 内容

将下面的内容复制到 Chart.yaml 文件内。

apiVersion: v2
name: kubernetes-example
description: A Helm chart for Kubernetes
type: application
version: 0.1.0
appVersion: "0.1.0"

<apiVersion> 字段设置为 v2，表示使用 Helm 3 来安装应用。
<name> 表示 Helm Chart 的名称，当使用 helm install 命令安装 Helm Chart 时，指定的名称也是此处配置的名称。
<description> 表示 Helm Chart 的描述信息，可根据需要填写。
<type> 表示类型，此处固定为 application，代表 Kubernetes 应用。
<version> 表示打包的 Helm Chart 的版本，当使用 helm install 时，可以指定此处定义的版本号。Helm Chart 的版本通过这个字段来管理，发布新的 Chart 时，需要更新此版本号。
<appVersion> 与 Helm Chart 无关，用于定义应用的版本号，建立当前 Helm Chart 和应用版本的关系。

填充 helm/templates

helm/templates 目录用于存放模板文件，这些模板文件可以是 Kubernetes Manifest。因此，现在可以尝试不使用 Helm Chart 的模板功能，而是直接将 deploy 目录下的 Kubernetes Manifest 复制到 helm/templates 目录下。

cp -r deploy/ helm/templates/

helm
├── Chart.yaml
├── templates
│   └── deploy
│       ├── backend.yaml
│       ├── database.yaml
│       ├── frontend.yaml
│       ├── hpa.yaml
│       └── ingress.yaml
└── values.yaml

其中，values.yaml 的文件内容为空。

到这里，一个最简单的 Helm Chart 就编写完成了。在这个 Helm Chart 中，templates 目录下的 Manifest 的内容是确定的，安装这个 Helm Chart 等同于使用 kubectl apply 命令，接下来尝试使用 helm install 命令来安装这个 Helm Chart。

helm install my-kubernetes-example ./helm --namespace example --create-namespace

在此命令中，指定应用的名称为 my-kubernetes-example，Helm Chart 目录为 ./helm 目录，并为应用指定命名空间为 example。需要注意的是，example 命名空间并不存在，因此同时使用 --create-namespace 选项来让 Helm 自动创建这个命名空间。

此外，这里还涉及一个非常重要的概念：Release Name。在安装时，需要指定 Release Name，即 my-kubernetes-example，它与 Helm Chart Name 存在本质区别。Release Name 是在安装时指定的，而 Helm Chart Name 在定义阶段就已经固定。

使用模板变量

然而，刚才改造的最简单的 Helm Chart 无法满足多环境配置差异化的需求。到目前为止，它只是一个纯静态应用。

为了将这个静态的 Helm Chart 改造成参数动态可控制的，需要使用模板变量和 values.yaml。

还记得之前提到的 values.yaml 的概念吗？模板变量的值都会引自这个文件。在这个例子中，根据对不同环境配置差异化的要求，抽象了以下可配置项：

镜像版本
HPA CPU 平均使用率
是否启用集群内
数据库连接地址、账号和密码

这些可配置项都需要从 values.yaml 文件中读取，因此，需要将以下内容复制到 helm/values.yaml 文件内。

frontend:
  image: chengzh/frontend
  tag: latest
  autoscaling:
    averageUtilization: 90

backend:
  image: chengzh/backend
  tag: latest
  autoscaling:
    averageUtilization: 90

database: