Kubernetes Application Management Based on Helm and Operator

1 . Kubernetes Application Management Based on Helm and Custom Controller Peng Jiang/ Rancher Labs Inc. 

2 .Agenda • Helm介绍 • Rancher基于Helm的Catalog实现 

3 .应用容器化改造及部署 应用容器化 - 完成！ K8S集群部署 - 完成！ 

4 .如何管理容器化的应用系统？ Deployment ServiceAccount RoleBinding Role PersistentVolumeClaim Secrets Configmap Service Ingress Statefulset ? 

5 .解决方案？ • Kubernetes下的包管理工具（类似 于apt/pip/brew） • 将应用部署包含的多种Kubernetes 资源对象整合成单一对象（Chart） • 模板提供默认部署配置，部署时可 以进行变量替换修改 • 生命周期管理能力，升级、回滚、 版本追踪 • Helm repo预置提供易于部署的多 种应用 

6 .Helm的发展历史 • 2015/10/15日，Deis公司内部的Hackathon项目 • 最早期的版本使用Python Jinja作为模板语言 • 最初的组件名称：k8splace, kpm, k3(kay cube) • 用于Deis平台内部的工作流安装部署 • 在2015年11月旧金山的Kubecon正式公布 • 前期属于Kubernetes项目之下的子项目 • 2018年6月1日正式成为托管在CNCF之下的独立 项目 

7 .Helm架构 核心概念：Helm、Tiller、Charts • Helm的核心组件 – Helm Client – Tiller Server • Helm Client是用户使用的CLI工具 – Go语言开发，通过gRPC和Tiller Server交互 – 将Charts和Values发送给Tiller Server进行部署、升级等操作 • Tiller Server – 运行在k8s集群之上 – 与Helm CLI和K8s API Server进行交互 – 管理应用包(chart)的部署实例(release) 

8 .Helm架构(续) 

9 .如何安装使用？ • 安装部署 – Helm.sh • 使用 – $helm init #安装Tiller – $helm install <chart> #部署应用 – $helm upgrade <release> – $helm delete <release> – … 

10 .Chart • 应用的定义描述 • 包含 – Metadata – K8S 资源定义 – 文档说明 • 有规范的命名及结构，包括文件和目录名 • 存在chart仓库中，可以保存为tar包进行分发 

11 .Chart目录结构 • $helm create demoapp 

12 .Chart.yml - 元数据 

13 .Templates – 模板 + Go template 

14 .Values.yml – 配置选项 

15 .Values.yml – 配置选项 $ helm install --set image.tag=latest ./demoapp $ helm install -f stagingvalues.yaml ./demoapp 

16 .文档说明 • README.md一般用于 Chart提供的应用及服务介 绍，部署前提条件说明， values.yaml中的变量说明 等。 • NOTES.txt会在部署后显示， 可以用于向chart的使用者 提示使用说明，下一步操 作等信息。 

17 .应用依赖 • 在requirements.yaml中声 明依赖 • Helm dependency update 或者手工创建、拷贝依赖 chart到charts子目录 

18 .Chart仓库 • HTTP 服务器 • 提供 index.yaml索引文件和打包的charts – https://kubernetes-charts.storage.googleapis.com/ $ helm serve 例如 https://example.com/charts 的仓库目录结构 

19 .Release管理 • 在 Kubernetes 集群上运行的 Chart 的实例 – Release.Name – Release.Namespace – Release.IsInstall – Release.IsUpgrade • 对应Kubernetes资源对象的命名 releasename- chartname 

20 .Release管理 • Release的版本管理 • Helm delete --purge删除release对象 

21 .Monocular - Helm Web UI • https://github.com/kubernetes-helm/monocular https://github.com/kubeapps/kubeapps 

22 .Helm的用途总结 • 利用已有的Chart快速部署进行实验 • 创建自定义Chart，方便地在团队间共享 • 便于管理应用的生命周期 • 便于应用的依赖管理和重用 • 将K8S集群作为应用发布协作中心 

23 .Helm的限制 • 多租户环境下不便于实现权限控制和隔离： – 无内建认证授权机制，应用以Tiller运行使用的权限部署 – Release对象集中存储在Tiller运行的namespace之下 

24 .Rancher 2.0 

25 .Architecture 

26 .Rancher 2.0 Catalog • 基于标准的Helm规范进行增强 • 更好的用户使用体验 • 支持git和http/s server • Rancher负责追踪和管理应用创建的资源对象 

27 .Catalog Architecture 

28 . Rancher 2.0 Charts目录结构 Repo: https://github.com/rancher/charts 

29 .Question.yaml • Go模板语言 • 变量的高级参数定义 – Group – Description – Label – Type – Min/Max – Condition – ……