初探云原生应用管理（一）: Helm 与 App Hub
系列介紹：初探云原生應用管理系列是介紹如何用云原生技術來構建、測試、部署、和管理應用的內容專輯。做這個系列的初衷是為了推廣云原生應用管理的最佳實踐，以及傳播開源標準和知識。通過這個系列，希望幫助大家學到 Kubernetes、Helm、Gitops、Kustomize 等新知識。
這是大廠程序員小張普普通通的一個早晨，大家好像在討論著什么：
“什么？聽說隔壁公司在用 K8s 發布應用了？”
“據說在用 Helm ！”
像往常，小張根本不關心這些無聊的討論。他穩穩的坐在辦公桌前，打開公司內部自研的、魔改 Gitlab 打造的項目管理系統，點擊了好幾個 Button 之后，開始一天辛勤的勞作。
但這一次不知道為何，小張的內心居然有點慌：
“ Helm？啥是 Helm ?”
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Helm: K8s 應用部署與打包工具
如果一個用戶想要部署起來一個K8s 應用，最快捷的方法是什么呢？
我們知道，Kubernetes (簡稱 k8s ) 是一個能夠部署和管理容器的平臺。然而，在 k8s 里還沒有抽象到“應用”這一層概念。一個應用往往由多個 k8s 資源 ( Deployment、Service、ConfigMap ）組成。所以，我們需要一個工具在 k8s 之上來部署和管理一個應用所包含的資源（ K8s API Resource ），這就是 Helm 所做的事情。
除此以外，Helm 定義了一套 Chart 格式來描述一個應用。怎么理解 Chart 呢？打個比方，一個安卓程序打包成 APK 格式，就可以安裝到任意一臺運行安卓系統的手機上。如果我們把 k8s 比做安卓系統，K8s 應用比做安卓程序，那么 Chart 就可以比做 APK。這也意味著，K8s 應用只要打包成 Chart ，就可以通過 Helm 部署到任意一個 k8s 集群上。
通常來說，我們可以直接使用別人已經做好的 Helm Chart ，就跟使用 Docker 鏡像一樣。所以，Helm 社區已經維護了一個官方 Helm Hub，這個 Hub 里包含的應用非常豐富，是目前云原生開發者搜索和下載應用的主要站點。
AppHub: Helm Hub 的中國小站
不過，遺憾的是，在國內使用 Helm Hub，對于絕大多數開發者來說都是很痛苦的一件事情。
原因很簡單，隨便打開一個 Charts 文件，你就會看到這個文件里充斥著大量的不可訪問的鏡像 URL ：
或者是依賴根本訪問不到的 Charts 庫：
咱們軟件工程師的時間這么寶貴（少），根本不想花時間解決這些無聊的網絡問題上（大霧）！
可是，看著國外的程序員們通過一條 helm install 命令就把應用部署起來，咱們怎么感覺還是有點酸呢 ……
所以在正式開始探索云原生應用管理之前，我們首先要為你介紹一個叫做“開放云原生應用中心” ( Cloud Native App Hub，簡稱 AppHub ) 的服務，它的主頁是：https://developer.aliyun.com/hub。
AppHub 是一個托管在國內公有云上、全公益性的 Helm Hub “中國站”，它的后端由阿里云容器平臺團隊的三位工程師利用 20% 時間開發完成。
而這個站點的一個重要職責，就是把所有 Helm 官方 Hub 托管的應用自動同步到國內；同時，自動將 Charts 文件中的 gcr.io 等所有有網絡訪問問題的 URL 替換成為穩定的國內鏡像 URL 。
這樣，國內的開發者也可以自由的使用 helm install 來安裝應用了！
接下來，我們就進入喜聞樂見的實踐環節！
實例：用最快的速度部署 Guestbook
首先，當然是安裝 Helm 。
在這里我們強烈推薦你使用 Helm v3 版本。
Helm v3 跟 Helm v2 的區別就像 Python 2 和 3 那么大，而且還比 Helm v2 要好用的多（比如：不需要安裝服務端組件 Tiller）。我們下周的《為什么你必須盡快轉向 Helm v3 》文章，會為你解釋這個事情。
而為了方便國內開發者使用，我們已經自動同步了 Helm v3 二進制文件的下載鏈接到國內（一定要試，真的是秒下）：
- MacOS amd64 tar.gz
- MacOS amd64 zip
- Linux 386
- Linux amd64
- Linux arm64
- Windows amd64
下載到 Helm 二進制文件直接解壓到 $PATH 下就可以使用了。
接下來，我們使用 Helm 快速部署一個 guestbook 應用。這里假設你有一個阿里云 Kubernetes 服務在運行了（如果沒有的話也沒關系，下面還有自建 K8s 集群的例子）。
第一步是添加 apphub 作為你的 Helm Hub Repo：
$ helm repo add apphub https://apphub.aliyuncs.com可以直接在命令行搜索 guestbook：
$ helm search guestbook NAME CHART VERSION APP VERSION DESCRIPTION apphub/guestbook 0.2.0 1.0.0 A Helm chart to deploy Guestbook three tier web...然后，只需一行命令即可:
$ helm install guestbook apphub/guestbook訪問 Guestbook 服務
部署完成后，運行以下命令來查詢并等待 pods 啟動完畢 ( Running ):
$ kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE guestbook-d85895895-5mdx6 1/1 Running 0 5m59s guestbook-d85895895-zh4l4 1/1 Running 0 5m59s redis-master-7b5cc58fc8-2wjmn 1/1 Running 0 5m59s redis-slave-859585ff7f-4v9hj 1/1 Running 0 5m59s redis-slave-859585ff7f-fppqn 1/1 Running 0 5m59s查詢服務地址:
$kubectl get service -l app.kubernetes.io/name=guestbook NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE guestbook LoadBalancer 172.21.1.213 47.95.136.189 3000:32244/TCP 11m通過 External IP 即可訪問 guestbook 服務:
使用 Minikube 或者自建 K8s 集群？
實際上，K8s 本身是不區分云上服務還是自建集群的。只不過在沒有云提供的負載均衡服務的話，Service 的訪問方式會稍微麻煩一些，比如使用 NodePort ：
$ helm install guestbook apphub/guestbook --set service.type=NodePort這條命令執行完之后，應用會自動提示你接下來的訪問方式。而通過–set 這種方式設置應用參數到底是怎么回事，我們后面的文章會細聊。
如果是 Minikube 的話，還需要把這個 NodePort Service 從 Minikube 里映射出來才能訪問：
$ minikube service guestbook試用“一鍵安裝” (體驗功能)
除了正常的部署方法， AppHub 上也可以通過網頁 UI 來體驗一鍵部署 Chart 到任何云的 k8s 上。
舉個例子，只需打開 guestbook 應用詳情頁面，點擊 “一鍵安裝”:
然后在”安裝參數“彈窗里填寫相應的服務器 URL 和 base64 編碼的證書數據后，點擊“確認”，AppHub 就會嘗試安裝 guestbook chart 到對應 k8s 集群上，成功后會彈窗通知。
不過，這個功能目前只是“體驗”，因為你現在還沒辦法在 AppHub 上直接修改應用的配置參數。在線進行“應用定制”的功能就在 AppHub 的 Roadmap 里，預計下個月會上線。
不過，說起 Roadmap 的話：
AppHub 6 個月內的 Roadmap ，都在 Github 上開源！
是的，你可以通過 Github 來隨時對這個 Helm Hub 中國小站點提出你的改進思路。比如：如何更好的做“應用定制”？如何對接和托管你自己的 Charts Repo ？等等。
我們的口號是：每一位中國開發者，都是我們的 PM ！（認真臉）
遠不止 Helm ！
可以看到，通過 Helm 快速部署起來K8s 應用的過程，使用門檻和心智負擔都是非常低的。而相比于傳統的應用構建、編排和發布的流程，Helm + K8s 的自動化組合正在迅速成為云時代提升開發者效率的不二法寶。
而這里介紹到的所有同步自官方 Hub Repo 的應用 Charts ，全都托管在這個 Github 上: cloudnativeapp/charts。大家有對 AppHub 相關的任何吐槽，都歡迎來這個 Repo 提 issue ；也歡迎來通過提交 pull requests 把你的 Charts 和 Repo 加入到 AppHub 上。
不過，如果深入使用過 Helm 一段時間后，你可能會有些其他的感受：
比如： “Helm 里的 Release 的概念到底是啥意思？ Helm 的 Rollback 又是咋回事兒，跟 K8s 是啥關系？”
“Helm 對 K8s 應用管理的流程，好像不是那么的 Native 啊，總感覺哪里不對啊。”
在后面的幾篇文章中，我們會和大家一起深入的分析 Helm 這套體系的優點和缺點，梳理在 K8s 架構中使用 Helm 的最佳實踐，分享和講解 Kustomize 流程和 GitOps 架構，以及更多的云原生應用管理的實例。
敬請期待吧！
作者簡介: 鄧洪超，阿里云工程師，前 CoreOS 軟件工程師、Kubernetes Operator 機制的初始作者之一、Operator 第二人（因為第一人是李響），對 K8s 應用管理體系有較多的研究和經驗。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的初探云原生应用管理（一）: Helm 与 App Hub的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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